(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積重が450kg/m3以上である広葉樹材チップより、常圧または加圧リファイニング装置を使用して製造した嵩高な機械パルプであるＣＴＭＰ（ケミカルサーモメカニカルパルプ）、ＡＰＭＰ（アルカリ過酸化水素メカニカルパルプ）、ＡＰＴＭＰ（アルカリ過酸化水素サーモメカニカルパルプ）を含有する電子写真用転写紙。
【請求項２】
ルンケル比4.0以上の細胞壁厚を有し、広葉樹材から製造した嵩高な機械パルプを含有する請求項１のいずれかに記載の電子写真用転写紙。
【請求項３】
全パルプ中の５０重量％以上が脱墨パルプであり、前記広葉前記機械パルプの量が5〜50重量％である、請求項1または２のいずれかに記載の電子写真用転写紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高白色度、高平滑度、低密度、高剛度及び寸法安定性に優れた情報記録用紙、特に電子写真用転写紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報用紙に求められる重要な品質として嵩と白色度、不透明度など光学特性や情報記録機器中での用紙走行性、環境変化に対する寸法安定性があげられる。近年の環境保護気運の高まりに伴い、ユーザーから古紙パルプ高配合品が求められつつある。情報記録機器中での用紙の走行性には一定の紙のこわさ即ち剛度が必要である。しかし、古紙パルプは、繊維が古紙パルプ化工程を経ることで損傷を受け、厚さが低下するのみならず、不透明度、剛度、寸法安定性を低下させてしまう欠点があり、その解決が急務であった。
【０００３】
紙の剛度は厚さの3乗に比例すると言われており、紙の嵩が重要である。また不透明度も嵩高である方が非結合面積は多くなるため光の散乱が増え有利である。紙の嵩高化、すなわち低密度化を行うためには、化学薬品により木材繊維中の補強材料であるリグニンを抽出した化学パルプよりも、グラインダーで木材を磨り潰す砕木パルプやリファイナーで木材を精砕するリファイナーメカニカルパルプ、またはサーモメカニカルパルプのような機械パルプの方が繊維は剛直で、低密度化には効果的である。しかし碎木パルプやリファイナーパルプは強力な機械的摩擦と剪断力をうけるため剪断力によってパルプ繊維は微細化され繊維長が短くなる結果紙の強度が低下してしまう。そのため、従来機械パルプは繊維長が長い針葉樹から製造されており、リグニン含有量が多く白色度の高いパルプが製造できないことから、高白色度が要求される紙製品を製造するには使用されてこなかった。特に情報用紙は最近のカラー化に伴う色再現性や商品価値の点で高白色度が求められており、従来の機械パルプを使用することは適していなかった。また、機械パルプのうちサーモメカニカルパルプは繊維の微細化程度が少なく、シートの剛度は維持されるものの平滑度が低下し、画像再現性に問題があった。
【０００４】
紙の低密度化の手法としては、パルプ原料に界面活性剤を添加してパルプ表面の疎水化を行い、密度の低いシートを製造する技術が既に公知となっているが、高価な薬品を使用する必要があり薬品の消費量が増加する欠点が生じていた。
【０００５】
また、情報用紙である電子写真用転写紙に古紙を高配合した場合に生ずるしわや紙詰まりの改善を目的として、機械パルプを一定量以上配合することを一条件とする技術が、特許公報第２９６９３６８号、同３００３３７１号、同３００３３７２号、同３００３３７３号に開示されている。これらの公報には機械パルプの樹種や製法は開示されていないが、上記理由で針葉樹のものと考えられる。また、これらの公報には白色度や平滑度に関する開示もされていない。
【０００６】
以上の点から、低密度で剛度があり、高白色度で平滑度にも優れ記録適性に優れた情報記録用紙が求められていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような現状に鑑み、本発明の課題は、特に古紙を高配合した場合でも低密度で剛度があり、高白色度で平滑度にも優れ記録適性に優れた電子写真用転写紙を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、電子写真用転写紙に配合する機械パルプとして容積重が450kg/m3以上である広葉樹材チップに、常圧または加圧リファイニング装置を使用して製造した嵩高な、広葉樹より製造した機械パルプであるＣＴＭＰ（ケミカルサーモメカニカルパルプ）、ＡＰＭＰ（アルカリ過酸化水素メカニカルパルプ）、ＡＰＴＭＰ（アルカリ過酸化水素サーモメカニカルパルプ）を含有することにより上記課題が解決されることを見いだし本発明を完成した。
【０００９】
即ち本発明の第１の発明は、機械パルプとして容積重が450kg/m3以上である広葉樹材チップに、常圧または加圧リファイニング装置を使用して製造した嵩高な機械パルプである、ＣＴＭＰ（ケミカルサーモメカニカルパルプ）、ＡＰＭＰ（アルカリ過酸化水素メカニカルパルプ）、ＡＰＴＭＰ（アルカリ過酸化水素サーモメカニカルパルプ）を配合した電子写真用転写紙である。
【００１０】
第２の発明は、広葉樹木材チップが、ルンケル比が４．０以上の細胞壁を有する広葉樹の木材チップである上記第１の発明の電子写真用転写紙である。
【００１１】
第３の発明は、全パルプ中の少なくとも５０重量％以上の脱墨パルプと５〜５０重量％の上記第１から第２の発明の広葉樹パルプを配合した電子写真用転写紙である。
【００１５】
《ルンケル比の規定》本文中のルンケル比は、R. O. H. Runkelが1940年にWachbl. Papierfabr.誌上で発表したパラメータであり、(ルンケル比)＝(繊維壁厚の2倍)／(繊維内腔径)で算出される。ルンケル比が大きいほど剛直な繊維であることを示している。なお、本文中で表記しているルンケル比はFiber Lab.(Kajaani社)により測定された繊維幅、繊維壁厚より算出されたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の電子写真用転写紙に使用される広葉樹機械パルプとは、広葉樹材を原料とする機械パルプで、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、アルカリ過酸化水素メカニカルパルプ（ＡＰＭＰ）、アルカリ過酸化水素サーモメカニカルパルプ（ＡＰＴＭＰ）である。
【００１７】
これらの広葉樹機械パルプのなかでは、前述のＡＰＭＰ、ＡＰＴＭＰは他の方法で得られる機械パルプと比べ、嵩高で、高不透明度、高白色度で、強度の高いパルプが得られるので、これらを使用することが好ましい。
【００１８】
ＡＰＭＰは、広葉樹木材チップに水酸化ナトリウム、珪酸ナトリウムなど水溶性アルカリと、過酸化水素を含む水溶液（以下アルカリ過酸化水素水溶液という）を含浸させリグニンを分解した後、常温、大気圧下でリファイニング処理を行って製造される。一方、ＡＰＴＭＰはアルカリ過酸化水素水溶液を含浸させた後、高温・加圧下でリファイニング処理を行って製造される。APMPもAPTMPもリファイニング処理後、再度アルカリ過酸化水素水溶液とともに常温または加温下において5分以上保持することによって、より高白色度のパルプが得られる。ＡＰＭＰ、ＡＰＴＭＰを製造する際に使用されるアルカリ過酸化水素水溶液は、基本的には絶乾チップ重量に対して0.2〜2.0重量％の水酸化ナトリウム、0.2〜2.0重量％の珪酸ナトリウムなどのアルカリと、0.2〜5重量％の過酸化水素からなり、更にリグニンの分解率と効率を向上するために0.01〜0.2重量％の硫酸マグネシウム、0.05〜0.4重量％のキレート剤を含有する水溶液であることが好ましい。
【００１９】
広葉樹木材チップにアルカリ過酸化水素水溶液を含浸させる際、キレート剤と硫酸マグネシウムを予めあるいは同時に含浸させることが好ましい。キレート剤は広葉樹木材チップ中の金属と結合し、金属を除去することにより過酸化水素の分解を防ぎ効率よくリグニンを分解するためである。また、これら薬剤の含浸をチップ内部まで効率よく行うために、木材チップを加圧して圧縮し、圧を解放しながら薬液を含浸させる、あるいはチップを減圧下におきその状態で薬液を含浸させる方法があり、前者の方法がより好ましい。更に、チップにアルカリ過酸化水素溶液に含浸してリファイニングした後、再度圧縮しながらアルカリ過酸化水素溶液に含浸し、リファイニングをするのは好ましい方法である。また、アルカリか酸化水素水溶液を含浸した状態を一定温度、一定時間保持するのは、リグニンの分解に有効である。
【００２０】
具体的なＡＰＭＰ、ＡＰＴＭＰの製造方法を示せば以下のa)〜ｉ)の工程である。
【００２１】
a)  木材チップを少なくとも4:1の圧縮比以上で圧縮し、圧解放時にキレート剤水溶液を含浸させる工程：
b)  前記含浸チップを5分以上、温度10℃〜80℃で保持する工程：
c)  前記保温含浸チップを更に少なくとも4:1の圧縮比以上で再度圧縮し、圧解放時にアルカリ水溶液を含浸させる工程：
d)  前記アルカリ水溶液含浸チップを約10分〜1時間、温度10℃〜80℃で保持する工程：
e)  前記温度保持後のチップを更にアルカリ過酸水素水溶液を含浸させて、加圧もしくは大気圧リファイニング装置に通してチップを解繊し、漂白かつ柔軟化した木材パルプを製造する工程：
f)  前記製造パルプを温度50℃以上で5分間以上保持する工程：
g)  前記製造パルプを濃度5%以下に希釈し、洗浄してから、再度15%以上に濃縮する工程：
h)  前記製造パルプを加圧もしくは大気圧でリファイニングを行い、所望の濾水度を有するパルプを得る工程：
i)  必要に応じて得られたパルプを、酸化剤或いは還元剤を用いて一段以上で漂白する工程
前記のa)工程においては、絶乾木材チップの約0.05〜0.4%のキレート剤を使用するのが好ましく、また、c)工程において、アルカリ性薬剤は、絶乾チップ重量に対して約0.2〜2.0%の水酸化ナトリウム、約0.2〜2.0%の珪酸ナトリウム、約0.01〜0.2%の硫酸マグネシウム、約0.05〜0.4%のキレート剤及び約0.2〜5%の過酸化水素を含有する水溶液であることが好ましい。
【００２２】
前記のe)工程において使用するアルカリ過酸化水素水溶液は、c)工程で使用するアルカリ性薬剤と同様のものであって良い。
【００２３】
リファイニングは一般の解繊装置を使用することができ、好ましくはシングルディスクリファイナー、コニカルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー、ツインディスクリファイナー等である。
【００２４】
一層高い白色度が求められる場合に行う前記ｈ)工程における酸化剤あるいは還元剤は、過酸化水素、オゾン、過酢酸等の酸化剤或いはハイドロサルファイト（亜二チオン酸ナトリウム）、硫酸水素ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、ホルムアミジンスルフィン酸（FAS）等の還元剤を用いることができる。
【００２５】
本発明の電子写真用転写紙に使用される機械パルプの製造は、広葉樹材を使用するが、中でもルンケル比が4.0以上の細胞壁厚を有し、容積重450 kg/m3以上の広葉樹材を用いることが好ましい。このような特性を持つ広葉樹材から作られたAPMP,APTMPは、繊維内腔(ルーメン)が潰れにくく剛直であり、このパルプが配合されたシートは針葉樹の機械パルプから作られたシートに比べ、嵩高(低密度)、高白色度で、かつ比散乱係数が大きく(不透明度が高い)、強度も強いものとなり、情報記録用紙に用いるのに適したものであった。このような特性を有する広葉樹材としては、ユーカリグロビュラス、ユーカリユーログランディス、ユーカリナイテンス、ユーカリレグナンス、ユーカリファスティガタ等を例示することができる。入手性と品質を勘案すると中でもユーカリユーログランディス、ユーカリグロビュラスが特に好ましい。
【００２６】
本発明の電子写真用転写紙は上記の嵩高機械パルプ以外に、原料パルプとして化学パルプ（針葉樹の晒クラフトパルプ（NBKP）または未晒クラフトパルプ（NUKP）、広葉樹の晒クラフトパルプ（LBKP）または未晒クラフトパルプ（LUKP）等）、針葉樹の機械パルプ（グラウンドウッドパルプ（GP）、リファイナーメカニカルパルプ（RGP）、サーモメカニカルパルプ（TMP）、ケミサーモメカニカルパルプ（CTMP）等）、脱墨パルプ（DIP）を単独または任意の割合で混合して使用する。広葉樹機械パルプ、特にAPMP、APTMPの使用は、脱墨パルプ(DIP)を主材とする場合に効果が顕著であり、DIPと広葉樹機械パルプの配合割合としては、９：１〜５：５程度とすることによりDIP使用による前記問題点が好ましく改善される。
【００２７】
本発明の電子写真用転写紙の抄造は、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機などの公知の抄紙機で行うことができ、その抄造条件は特に規定されるものではなく、抄紙時のｐＨは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでも良い。
【００２８】
本発明の電子写真用転写紙は填料を使用しても良い。填料としては、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、イライト、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン、合成樹脂填料等を挙げることが出来る。その紙中填料率は、３〜２０重量％である。本発明で電子写真用転写紙に使用する内添サイズ剤は特に限定されるものではなく、公知の内添サイズ剤の中から適宜選択して使用することが出来る。好ましい内添サイズ剤としては、例えば、アルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系、強化ロジン系、ロジンエマルジョン系サイズ剤等を挙げることが出来る。通常、内添サイズ剤の使用量は、好ましくはパルプ当たり０．０５〜０．６重量％の範囲で調整される。
【００２９】
また、本発明の情報記録用紙には、必要に応じて結着剤、導電剤等を含んだ塗工液を塗工することができる。
【００３０】
結着剤の種類としては、原紙との接着力が強くしかも用紙間のブロッキングを起こさなければ特に限定されるものではない。このような結着剤としては、酸化デンプン、エステル化デンプン、酵素変性デンプン、カチオン化デンプンなどのデンプン類、ポリビニルアルコール及びその誘導体、カゼイン、大豆タンパク質類、カルボキシメチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス等のセルロース誘導体等が挙げられる。また必要に応じて、例えばスチレン−アクリル樹脂、イソブチレン−無水マレイン酸樹脂、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、ポリエステルエマルジョン、スチレン−ブタジエンラテックス、アクリルニトリルブタジエンラテックス等の水分散性樹脂や、さらに消泡剤、表面サイズ剤、水溶性高分子の耐水化剤、ｐＨ調整剤、色相を調整する為の染料や有色顔料、蛍光染料等を本発明の効果を損なわない範囲内で適宜併用することが可能である。
【００３１】
また、電子写真方式よって良好な画像を得るためには、用紙の電気抵抗値を調整するために通常塩化ナトリウム等の導電剤を使用することが好ましく、特に用紙焼却時の塩素化合物発生量を削減するためには、非塩素系無機化合物であることが望ましい。非塩素系無機化合物の導電剤の種類としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、燐酸二水素ナトリウム、燐酸水素二ナトリウム、及び燐酸三ナトリウム等の非塩素系アルカリ金属塩を単独又は併用して使用することがインクジェット記録におけるインク発色性の観点から特に好ましい。
【００３２】
上記塗工液を塗工する方法としては、各種サイズプレス、各種ブレ−ド塗工、ロ−ル塗工、エア−ナイフ塗工、バ−塗工等の公知の塗工方法を用いて、必要に応じて片面または両面に設けることができるが、操業性やコストの観点から、オンマシンで両面同時に塗布できるサイズプレス塗工方法を用いることが好ましい。更に、表面仕上げとして、マシンカレンダー、ソフトカレンダー、スーパーカレンダー等の各種カレンダー装置を単独又は併用して使用することができる。
【００３３】
本発明は、電子写真用転写紙に用いることができる。また、顔料を含む塗工層を有する電子写真用転写紙などの原紙として用いることもできる。
【００３４】
【実施例】
以下に典型的な例として電子写真用転写紙の場合を実施例で示すが、この実施例は本発明の範囲を限定するものではない。なお、特に断らない限り部および％は重量基準である。
＜嵩高な機械パルプの製造＞
CTMP (Chemithermo mechanical pulp, 製造例1, 4, 7)
薬液含浸装置を用いて、木材チップに、木材チップ絶乾重量当たり２．０％の亜硫酸ソーダを含む薬液を含浸させた。薬液含浸は1段浸透のみ行い、133℃、3分間予熱を行った後に加圧型シングルディスクリファイナーを用いて1次リファイニングを行った。2次リファイニングは常圧型ダブルディスクリファイナーを用いて行い、カナダ標準フリーネス(CSF)約100mLのパルプを調製した。なお、リファイニング濃度は1次、2次共20％であった。
APTMP (Alkaline peroxide thermomechanical pulp, 製造例2,5)
薬液含浸装置を用いて、木材チップに、木材チップ絶乾重量当たり１．５％の苛性ソーダ、２．０％の珪酸ソーダ、０．０５％の硫酸マグネシウム、０．３％のDTPA及び２．５％の過酸化水素を含む薬液を含浸させた。前記薬液含浸チップを温度約60℃で30分間保持した後、133℃、6〜10秒間予熱を行い、加圧型シングルディスクリファイナーを用いて1次リファイニングを行った。2次リファイニングは常圧型ダブルディスクリファイナーを用いて行い、カナダ標準フリーネス(CSF)約100mLのパルプを調製した。なお、リファイニング濃度は1次、2次共20％であった。
APMP (Alkaline peroxide mechanical pulp, 製造例3, 6)
薬液含浸装置を用いて、木材チップに木材チップ絶乾重量当たり０．２％のDTPAを含む薬液を含浸させた。前記薬液含浸チップを温度約60℃で30分間保持した後、木材チップ絶乾重量当たり１．５％の苛性ソーダ、３．０％の珪酸ソーダ、０．１％の硫酸マグネシウム、０．２％のDTPA及び２．０％の過酸化水素を含む薬液を調製し、再度薬液含浸装置による薬液含浸と薬液含浸チップの保持を実施した。アルカリ過酸化水素を含む薬液は1次リファイナーに薬液含浸チップを供給する際にも添加した。1次リファイニングはチップ濃度20％で常圧型ダブルディスクリファイナーを用いて行った。
【００３５】
得られたパルプはそのまま約60℃で30分間保持し、残存薬品の漂白反応を進行させた後、パルプ濃度を約4％まで希釈してpHを約4〜8に調整し、洗浄を行った。洗浄したパルプは再度濃度約20％まで濃縮し、常圧型ダブルディスクリファイナーを用いて2次リファイニングを行い、カナダ標準フリーネス(CSF)約100mLのパルプを調製した。
【００３６】
表1にパルプ製造処方を示す。
【００３７】
【表１】
0004010134.tif 000002
【００３８】
試験条件23℃、50%RHの条件下で、（１）〜（６）の評価を行った。（１）坪量：JIS P 8124に準じて測定した。（２）厚さ及び密度：JIS P 8118に準じて測定した。（３）白色度：JIS P 8123に準じて測定した。（４）不透明度：JIS P 8138に準じて測定した。（５）平滑度：JIS P 8119に準じて測定した。（６）クラーク剛度（横）：JIS P 8143に準じて測定した。（７） 電子写真（コピー）適性：キャノン製複写機（ＮＰ６２５０機）でＡ４トレイを使用して連続２００枚印字し、定着しわ、重送、ジャム、印字後の紙揃いについて評価した。定着しわ、重送、ジャムトラブル、印字後の紙の不揃いが抑えられ良好なものを○とし、定着しわ、重送、ジャムトラブル、印字後の紙の不揃いの何れかが抑えられず不良なものを×とした。［実施例1〜3及び比較例1〜4］表２中に示したパルプ配合、及びパルプ絶乾重量に対して炭酸カルシウム及びカオリンをそれぞれ４重量%を加え、その他の薬品としてアルケニルコハク酸無水物、カチオン化デンプンをそれぞれ０．１重量％、０．５重量％を添加したスラリーをツインワイヤー抄紙機で抄速５５０ｍ／分で坪量６４ｇ／ｍ2の電子写真用転写紙を得た。
【００３９】
【表２】
0004010134.tif 000003
実施例１〜３では、低密度で剛度があり、高白色度で平滑度、不透明度に優れ、コピー適性にも優れていた。特にユーカリグロビュラスを用いた場合が優れていた。比較例１のDIPのみでは、厚さが薄く剛度が低い、白色度、不透明度が低く、コピー適性が不良であった。比較例２〜４は20%を他の原料と置き換えているが、ラジアータパインCTMPと置き換えた比較例２では嵩と不透明度、記録適性は改善されたが、平滑度が低下した。また、LBKPと置き換えた比較例４では白色度以外は殆ど改善されなかった。GPと置き換えた比較例３では全体的に改善が認められたが、改善幅は低かった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、特に古紙を高配合した場合でも低密度で剛度があり、高白色度で平滑度にも優れ記録適性に優れた情報記録用紙を得ることができた。また、本発明で使用する嵩高機械パルプは、化学パルプと同等の白色度を有し、高収率でもあることから化学パルプの代替として機械パルプの使用促進にも寄与するものである。