JP2743435B2

JP2743435B2 - 転写用紙

Info

Publication number: JP2743435B2
Application number: JP1038402A
Authority: JP
Inventors: 皓一牧山; 努栗原; 勝巳原田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH02217862A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、複写機、プリンターなどで熱定着した後の
カール（以下、熱定着後カールという）を小さくした転
写用紙に関する。

従来の技術複写機、プリンターなどで、紙面上のトナー像を熱定
着する際、紙の片面から熱が加わるため、加熱面からの
脱湿により紙がカールし、紙詰まり、排紙トレイ収容性
不良、ソーター収容性不良等のトラブルが発生する。熱
定着後カールは、複写機、プリンター等の紙走行性能に
大きく影響を与える重要な特性であるといえる。

従来、熱定着後カールを改善しようとする試みは、各
社各様の方法で行われていたが、熱定着後カールの発生
機構が不明なため、有効な対策が実施できず、紙抄造条
件の一部変更、パルプ叩解度及びドライヤー差圧で対処
しているのが実状である。また、転写用紙の改善に関す
るものとしては、例えば、特開昭48−96801号公報、特
開昭51−102107号公報、特開昭54−96107号公報等に、
ガラス繊維やロックウール等の無機繊維を木材パルプ繊
維と混抄することが開示されており、特開昭57−204057
号公報には有機又は無機の填料を多量（18％以上）添加
することが開示されている。

発明が解決しようとする課題本発明者等は、熱定着後カールの発生機構について精
力的に研究を重ねた結果、以下の知見を得た。即ち、一
般的に原稿として多く使用されている線画（像密度が低
い）をコピーまたはプリントする場合、トナー層が熱定
着後カールに与える影響が少いので、熱定着後カールの
要因は、紙の特性値に限定できる。熱定着後カールは、
紙の片面に熱が加わることにより、紙の表層、裏層から
水分が蒸発し、それに伴なって、紙が収縮する。このと
きの紙の表層の裏層の収縮量の差が熱定着後カールとな
って現れる。熱定着後カールは、次式で表される。

K:カール曲率（曲率半径の逆数）（1/mm） H1 :紙の表層の熱定着による含有水分率変化（％） H2 :紙の裏層の熱定着による含有水分率変化（％） β1:紙の表層の脱湿収縮率（％／水分１％変化） β2:紙の裏層の脱湿収縮率（％／水分１％変化） t:紙の厚さ（mm）上記（１）式において、熱定着後カールに影響を及ぼ
す原因は、脱湿収縮率、含有水分率変化、厚さ、
である。

ところで、上記特開昭48−96801号公報、特開昭51−1
02107号公報、特開昭54−96107号公報等に開示されてい
る場合は、脱湿収縮率及び含有水分率変化を少くするも
のであるが、無機繊維を配合した場合は強度が大巾に低
下するため、抄紙上及び品質上問題があり、また合成繊
維を配合した場合は、耐熱性が低下し、熱定着時の変形
（シワ、波打ち）、収縮が問題となる。更に、これら無
機繊維や合成繊維は、木材パルプ繊維よりも高価なた
め、コストアップの要因となる。また、特開昭57−2040
57号公報に開示されている場合は、填料を多く配合する
ため、こわさの低下、紙粉発生量の増加などが問題にな
る。

一方、紙の厚さを厚くして、熱定着後カールを小さく
する対策は、同一密度であれば坪量の増加になり、コス
トアップとなる。また、同一坪量で厚さを厚くすれば、
平滑性の低下が問題となる。

いずれにしても、従来技術では、熱定着後カールを著
しく小さくする有効な方法は存在していなかった。

本発明は、従来の技術における上記のような問題点に
鑑みてなされたものである。

したがって、本発明の目的は、熱定着後カールを小さ
くした転写用紙を提供することにある。

課題を解決するための手段本発明者等は、熱定着後カールの改善を、紙の繊維配
向性の面から進めた結果、紙の超音波パルスの縦波伝播
速度比が1.00〜1.25の範囲内にあれば、熱定着後カール
が大巾に改善されるということを見出し、本発明を完成
するに至った。

本発明の転写用紙は、ワイヤー上に原料を噴出して製
造されたものであって、超音波パルスの縦波伝播速度比
が1.00〜1.25、好ましくは1.00〜1.20であることを特徴
とする。

本明細書において、「超音波パルスの縦波伝播速度
比」とは、下記式で示される値を意味する。

なお、「マシン方向（MD）」とは、抄紙機の流れ方向
を意味し、「クロス方向（CD）」とは、抄紙機の流れ方
向に対して直角方向を意味する。

本発明における上記超音波パルスの縦波伝播速度比
は、第２図に示す測定方法によって求めることができ
る。すなわち、厚さ10mmの気泡入りゴム板上21に、試料
22を載置し、150mmの間隔をあけて送波振動子23と受波
振動子24を接触させ、超音波パルスの縦波を送波部25か
ら送り出し、受波部26で受けて、送波振動子から試料を
通過させて受波振動子で受けるまでの時間を測定し、伝
播速度に変換する。試料についてそれぞれMD、CD両方向
の伝播速度を測定し、伝播速度比を求める。なお、図
中、27は演算素子、28は表示素子である。

本発明における超音波パルスの縦波伝播速度比が1.00
〜1.25の範囲に調整された転写用紙は、第３図に示すよ
うにクロス方向の脱湿収縮率が著しく小さくなり、通常
の転写用紙（超音波パルスの縦波伝播速度比が1.35〜1.
70の）の熱定着後カール値を大巾に減少させることがで
きる。

なお、第３図は、超音波パルスの縦波伝播速度比と脱
湿収縮率との関係を示すグラフであって、実線はクロス
方向を意味し、点線はマシン方向を意味する。超音波パ
ルスの縦波伝播速度比伝播速度はマシン方向（MD）、ク
ロス方向（CD）に配列している繊維の配向程度（繊維配
向性）を示すものであって、第３図において、超音波パ
ルスの縦波伝播速度比が1.0に近いほど、繊維の配列に
方向性がないことを示している。

なお、「脱湿収縮率」は、湿度25〜90％RH下で繰り返
し吸脱湿処理した後の可逆的寸法変化時の、％寸法変化
／％水分変化を意味する。

第４図は、クロス方向の脱湿収縮率を説明するための
グラフであって、吸脱湿処理における含有水分率と寸法
変化率との関係を示すものである。吸脱湿処理は、符号
１から12まで順次に行われ、ほぼ一定の関係に達した時
点（符号６〜12）の可逆的寸法変化時の％寸法変化／％
水分変化を脱湿収縮率とする。

本発明の転写用紙は、超音波パルスの縦波伝播速度比
が1.00〜1.25、好ましくは1.00〜1.20の範囲に調整され
ているから、繊維の配列に方向性が少く、マシン方向及
びクロス方向共に同程度の繊維配列になっている。その
ため、繊維の長さ方向と直径方向の可逆的寸法変化率の
差（直径方向の寸法変化率＝30×長さ方向の寸法変化
率）がシート全体の寸法変化率の差となって表われず、
クロス方向の脱湿収縮率が著しく小さくなり、マシン方
向の脱湿収縮率と同程度の値になっている。

超音波パルスの縦波伝播速度比を小さくする方法とし
ては、JET/WIRE比（原料噴出速度／抄紙機ワイヤー速度
比）を適性に調整する方法が有利であるが、これ以外に
も、プレス時の紙のマシン方向の張力及びドライヤー乾
燥時の紙のマシン方向の張力を小さくする等の方法を採
用することもできる。

本発明の転写用紙において、超音波パルスの縦波伝播
速度に関する繊維配向角が、マシン方向繊維配向角及び
クロス方向繊維配向角共に±10度以内であることをが好
ましい。

なお、本明細書において、「マシン方向繊維配向角」
とは超音波パルスの縦波伝播速度が最大になる軸の、マ
シン方向軸（抄紙機の流れ方向に平行な軸）からのズレ
角度を意味し、「クロス方向繊維配向角」とは、超音波
パルスの縦波伝播速度が最小になる軸の、クロス方向軸
（抄紙機の流れ方向と直角な軸）からのズレ角度を意味
する。そして、時計の針の進行方向のズレを＋で表わ
し、それとは反対の方向のズレを−で表わす。

本発明において、上記繊維配向角が±10度以内であれ
ば、超音波パルスの縦波伝播速度比が1.00〜1.25の範囲
に調整した比較的繊維が無配向な転写用紙に発生しやす
い熱定着後対角線カール（以下、ネジレカールという）
が小さくなる。すなわち、超音波パルスの縦波伝播速度
比が1.00〜1.25の範囲に調整した転写用紙は、繊維の配
列に方向性が少く、転写用紙の吸湿、紙厚、坪量等の部
分的不均一及び熱定着ロールとプレッシャーロールの軸
方向の圧力、速度の不均一などにより、熱定着後の寸法
変化の最大値の方向が、クロス方向（CD）から対角線軸
方向に移りやすい。そのため、繊維配向角の熱定着後カ
ール軸に与える影響が多く、対角線を軸にしたネジレカ
ールが生じ易くなる。ところが、マシン方向繊維配向角
及びクロス方向繊維配向角を、共に±10度以内に調整す
れば、上記のような副次的に発生する障害を防止するこ
とができる。

マシン方向繊維配向角及びクロス方向繊維配向角を、
共に±10度以内に調整するためには、原料をできるだけ
抄紙機のワイヤー進行方向と平行に噴出させることが必
要である。これは、ワイヤー上に原料を噴出するスライ
スリップの開度、位置等を、ワイヤー巾方向に均一にな
るように調整するなどの方法で達成できる。

実施例以下、実施例によって本発明を説明する。

実施例１広葉樹晒クラフトパルプをフリーネス480ccに調成
し、軽質炭酸カルシウム10重量％、カチオン化澱粉１重
量％、アルキルケテンダイマー0.5重量％を加え、実験
用配向性抄紙機（熊谷理機（株）製）により、ワイヤー
速度700m/minで原料噴出速度を可変して、52.3g/m²、6
4.0g/m²、81.4g/m²の転写用紙を抄造した。

上記の方法により得られた転写用紙を、B5サイズに20
枚縦目断裁し、試験試料とした。

上記試験試料から５枚採取し、超音波パルスの縦波伝
播速度比を、測定機（SST−210（Sonic Sheet Tester
−210）野村商事（株）製）で測定した。その平均値を
第１表に示す。

更に上記試験試料から５枚採取し、クロス方向の脱湿
収縮率を、HK式伸縮度試験機（本州製紙（株）製）によ
り測定した。その平均値を第１表に示す。

残りの10枚の試験試料を５枚が含有水分率５％、５枚
が含有水分率７％になるように適当なチャンバーなどで
前処理を行い、静電複写機（9500B、富士ゼロックス
（株）製）に、横方向通紙（用紙の短手方向が熱定着ロ
ール軸に対して垂直になるように通紙）で、ワイヤーサ
イド面に加熱定着した後のカール（熱定着後カール曲
率）を測定した。

なお、熱定着後カール曲率は、第５図に示すようにし
て測定した。すなわち、試験試料51のカール軸と垂直な
一辺の中央部を、巾約1cmの懸垂用具52で吊り、カール
高さ（ｈ）を測定する。測定されたカール高さは、次の
式によりカール曲率に変換する。

ｈ＝γ｛１−cos（7.75/2γ）｝カール曲率（Ｋ）＝1/γ γ：曲率半径熱定着後カールの測定結果を第１表に示す。熱定着後
カールは、試験試料５枚のカール高さ（ｈ）をカール曲
率に変換し、その平均値で示す。

上記試験試料の超音波パルスの縦波伝播速度比と、熱
定着後カール曲率との関係を第１図に示す。

第１表及び第１図から明らかなように、試験試料の超
音波パルスの縦波伝播速度比が1.25以下になると、熱定
着後カール曲率が著しく小さくなる。更に、超音波パル
スの縦波伝播速度比が1.20以下になると、熱定着後カー
ル曲率は、ほとんど零になる。この傾向は、原料パルプ
配合比、試料坪量、試料含有水分率によらず、ほぼ同様
である。

実施例２広葉樹晒クラフトパルプ／針葉樹晒クラフトパルプ＝
50/50（重量比）の配合比を有するパルプ（フリーネス4
80cc）に炭酸カルシムウ10重量％、カチオン化澱粉１重
量％、アルキルケテンダイマー0.5重量％を加え、実験
用配向性抄紙機（熊谷理機（株）製）により、ワイヤー
速度700m/minで原料噴出速度を可変して、52.3g/m²、6
4.0g/m²、81.4g/m²の転写用紙を抄造した。

上記の方法により得られた転写用紙を、B5サイズに20
枚断目断裁し、試験試料とした。

上記試験試料について、実施例１と同様な方法で超音
波パルスの縦波伝播速度比、クロス方向脱湿収縮率、熱
定着後カール曲率を測定した。その結果を第２表に示
す。

上記試験試料の超音波パルスの縦波伝播速度比と、熱
定着後カール曲率との関係を第６図に示す。

第２表及び第６図から明らかなように、試験試料の超
音波パルスの縦波伝播速度比が1.25以下になると、熱定
着後カール曲率が著しく小さくなる。更に、超音波パル
スの縦波伝播速度比が1.20以下になると、熱定着後カー
ル曲率は、ほとんど零になる。この傾向は、原料パルプ
配合比、試料坪量、試料含有水分率によらず、ほぼ同様
である。

実施例３実施例１と同様な条件で、52.3g/m²、64.0g/m²、81.4
g/m²の転写用紙を抄造し、そして第７図に示すように抄
紙機の流れ方向に平行な軸から一定角度（ａ）ずらし
て、B5サイズに10枚継目断裁し、試験試料とした。

上記試験試料から５枚採取し、超音波パルスの縦波伝
播速度比を、測定機（SST−210野村商事（株）製）で測
定した。その平均値を第３表に示す。

残りの５枚の試験試料を含有水分率が５％になるよう
に、適当なチャンバーなどで前処理を行い、静電複写機
（9500B、富士ゼロックス（株）製）に、横方向通紙
（用紙の短手方向が熱定着ロール軸に対して垂直になる
ように通紙）で、ワイヤーサイド面に加熱定着した後の
ネジレカールを測定した。その結果を第３表に示す。な
お、ネジレカール値は、試験試料５枚の値の平均値であ
る。

なお、ネジレカールの測定方法は第８図（ａ）及び
（ｂ）に示す通りである。すなわち、試験試料81の一辺
を懸垂用具82で吊り、ネジレカールの高さ（ｈ）を測定
して、ネジレカール値とした。

第３表から、試験試料の繊維配向角と熱定着後ネジレ
カール値との関係は、坪量によらず、一定の傾向がある
ことが分かる。

坪量64.0g/m²の試験試料を代表例として、その繊維配
向角と熱定着後ネジレカール値との関係を第９図に示
す。

第９図から明らかなように、試験試料の超音波パルス
の縦波伝播速度比が1.25以下の場合、繊維配向角が±10
度より大きくなると、熱定着後ネジレカール値が著しく
大きくなっている。

実施例４実施例２と同様な条件で、52.3g/m²、64.0g/m²、81.4
g/m²の転写用紙を抄造し、そして第７図に示すように抄
紙機の流れ方向に平行な軸から一定角度（ａ）ずらし
て、B5サイズに10枚継目断裁し、試験試料とした。

上記試験試料について、実施例３と同様な方法で繊維
配向角及び熱定着後ネジレカール値を測定した。その結
果を第４表に示す。

第４表から、試験試料の繊維配向角と熱定着後ネジレ
カール値との関係は、坪量によらず、一定の傾向がある
ことが分かる。

坪量64.0g/m²の試験試料を代表例として、その繊維配
向角と熱定着後ネジレカール値との関係を第10図に示
す。

第10図から明らかなように、試験試料の超音波パルス
の縦波伝播速度比が1.25以下の場合、繊維配向角が±10
度より大きくなると、熱定着後ネジレカール値が著しく
大きくなっている。

発明の効果本発明の転写用紙は、超音波パルスの縦波伝播速度比
が1.00〜1.25であるから、従来の転写用紙に比べて、熱
定着後カールが著しく小さい。

また、本発明の転写用紙において、超音波パルスの縦
波伝播速度に関するマシン方向繊維配向角及びクロス方
向繊維配向角が、共に±10度以内である場合には、熱定
着後におけるネジレカールが著しく小さくなるという効
果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１における超音波パルスの縦波伝播速
度比と、熱定着後カール曲率との関係を示すグラフ、第
２図は超音波パルスの縦波伝播速度比と脱湿収縮率との
関係を示すグラフ、第３図は超音波パルスの縦波伝播速
度測定方法のブロック図、第４図は吸脱湿処理によるク
ロス方法の寸法変化を示すグラフ、第５図は熱定着後カ
ールの測定方法を説明する説明図、第６図は実施例２に
おける超音波パルスの縦波伝播速度比と、熱定着後カー
ル曲率との関係を示すグラフ、第７図は試験試料の作製
方法を説明する説明図、第８図は定着後ネジレカールの
測定方法を説明する説明図で（ａ）上面図、（ｂ）側面
図、第９図は実施例３における繊維配向角と熱定着後ネ
ジレカール値との関係を示すグラフ、第10図は実施例４
における繊維配向角と熱定着後ネジレカール値との関係
を示すグラフである。 21……気泡入りゴム板、22……試験試料、23……送波振
動子、24……受波振動子、25……送波部、26……受波
部、27……演算素子、28……表示素子、51……試験試
料、52……懸垂用具、81……試験試料、82……懸垂用
具。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイヤー上に原料を噴出して製造された転
写用紙であって、超音波パルスの縦波伝播速度比が、1.
00〜1.25であることを特徴とする転写用紙。
【請求項２】マシン方向繊維配向角及びクロス方向繊維
配向角が、共に±10度以内であることを特徴とする請求
項（１）記載の転写用紙。