JP2001277698A - インクジェット記録用シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐水性に優れ、しかも発色濃度が高い画像を
得ることができるインクジェット記録用シートを提供す
る。 【解決手段】 インク受容層がウレタン樹脂を主成分と
し、シランカップリング剤で表面改質された合成非晶質
シリカ粒子を含有することを特徴とする。また、ウレタ
ン樹脂は、水との接触角が９０度以下かつ、５０度以上
であり、シランカップリング処理された合成非晶質シリ
カを容積分率で３０％以上、かつ６０％以下含有するこ
とが好ましい。さらに、シランカップリング剤で表面改
質された合成非晶質シリカ粒子の平均粒子径は、１〜２
０μｍであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタ用の記録用シートに関し、更に詳しくはインクの
発色性、耐水性に優れたインクジェット記録用シートに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェットプリンタがその静
粛性、コスト、また得られる画像品質が優れること、特
にフルカラーの画像を高品位で再現できる点で、記録方
式として盛んに使用されている。プリンタの記録用紙と
しては通常、紙が多用されるが、プラスチックフィル
ム、合成紙等も使われている。また、講演会、説明会等
では、視覚に訴える方法として、インクジェットプリン
タを利用してＯＨＰ用の原稿を作成することが広く行わ
れている。一方、インクジェットプリンタのインクはイ
ンクノズルの目詰まり防止の点で乾燥しにくいインクが
用いられ、通常水性溶媒に水溶性染料等を溶解したもの
が用いられる。このような水性溶媒からなるインクは記
録用紙が吸収性の紙の場合にはさほど問題は無いが、前
記したプラスチックフィルムのような非吸収性の場合に
は、プラスチックフィルム上にインク吸収性を有する受
容層を設けた構成の記録用シートが使用されている。そ
の受容層には主として水溶性、吸水性の樹脂に充填剤を
添加したものが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プラスチック
フィルム上に前記の受容層を設けた構成の記録用シート
では充分な性能のものが得られていなかった。すなわ
ち、受容層に水溶性、吸水性樹脂を主体に形成した場合
には、親水性基を多く含有するために、水溶性染料の吸
収性、定着性は良いが受容層の樹脂が水に溶解するため
にベタつき易くて乾燥性が悪い。また印刷面に水がかか
った場合には画像がにじんでしまう。さらに高湿度雰囲
気下では吸湿のためにブロッキングが発生する場合があ
るなど耐水性が劣り、さらにインクの発色性も不十分で
ある。

【０００４】本発明の目的は、耐水性に優れ、しかも発
色濃度が高い画像を得ることができるインクジェット記
録用シートを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、インクジ
ェット受容層のバインダー樹脂として水との接触角が特
定のウレタン樹脂を主成分とし、かつインク受容層に所
定量のシランカップリング剤で表面改質された合成非晶
質シリカを充填材として使用することによりインクの吸
収速度が早く、発色性および耐水性にすぐれたインクジ
ェット記録用シートが得られることを見出し、本発明に
到達した。すなわち、本発明のインクジェット記録用シ
ートは、インク受容層がウレタン樹脂を主成分とし、シ
ランカップリング剤で表面改質された合成非晶質シリカ
粒子を含有することを特徴とする。また、ウレタン樹脂
は、水との接触角が９０度以下かつ、５０度以上であ
り、シランカップリング剤で表面改質された合成非晶質
シリカをインク受容層中に容積分率で３０％以上、かつ
６０％以下含有することが好ましい。さらにシランカッ
プリング剤で表面改質された合成非晶質シリカ粒子の平
均粒子径が１〜２０μｍであることが好ましい。本発明
においては、シランカップリング剤で表面改質された合
成非晶質シリカ充填剤微粒子同士がウレタン樹脂中で互
いに接触して、シランカップリング剤で表面改質された
合成非晶質シリカ連続相が構成され、その多孔質構造が
光を吸収してインクの発色を深色化する（色に深みがで
る）。そして、シランカップリング剤で表面改質された
合成非晶質シリカ微粒子の表面にウレタン樹脂中のウレ
タン基（−ＣＯＯＮＨ）が局在化し、シランカップリン
グ剤で表面改質された合成非晶質シリカ粒子とウレタン
樹脂の界面にインクが高速で浸透する層が形成される。
この親水性部分をインクが選択的に浸透していくことで
鮮明性、発色性に優れたインク受容層が形成されるもの
と思われる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。本発明のインクジェット記録用シートに
おけるインク受容層は、ウレタン樹脂を主成分とし、シ
ランカップリング剤で表面改質された合成非晶質シリカ
を含有する。このウレタン樹脂は、水との接触角が９０
度以下かつ、５０度以上であるウレタン樹脂であること
が好ましい。インク受容層にバインダー樹脂として使用
されるウレタン樹脂は、インク吸収性から水との接触角
が９０度以下かつ、５０度以上が好ましく、より好まし
くは水との接触角が８０度以下かつ、６０度以上であ
る。ウレタン樹脂の水との接触角が９０度を超えると、
水の吸収性が乏しく、表面が疎水性であるため、水溶性
染料等を水性溶媒に溶解してなるインクの吸収性が劣
り、発色濃度が低下し、一方５０度未満では、インクが
横方向へ拡散しやすくなり、画像のにじみが発生する。
なお、ウレタン樹脂と水との接触角の測定は、エルマ科
学（株）製の接触角測定器Ｇ−１を使用した。

【０００７】この種のウレタン樹脂は、例えば、ポリオ
ールとポリイシシアネートとの反応により生成される
が、ポリオールとしては、ポリカーボネートジオール、
ポリテトラメチレンエーテルグリコール等があげられ、
イソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等があげら
れ、鎖延長剤としては、エチレングリコール、１．６−
ヘキサンジオール等があげられ、、その他、触媒として
は、アミン類、有機錫化合物等が添加される。特に水と
の接触角が９０度以下かつ、５０度以上とするために
は、ポリオールと低分子量ジオールの比率を調整するこ
とが望ましい。

【０００８】本発明において、合成非晶質シリカは、乾
式製造法によって製造される無水珪酸および湿式製造法
によって製造される含水珪酸のいずれも使用することが
できるが、乾式製造法によって製造される無水珪酸が望
ましい。

【０００９】これらの合成非晶質シリカは、シランカッ
プリング処理剤で表面改質されたものである。シランカ
ップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン等のアクリルシラン類、β−（３、４
−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン
等のエポキシシラン類、Ｎ−β（アミノエチル）γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類等がある。
本発明の合成非晶質シリカは、これらの中で、アミノシ
ラン類のシランカップリング剤で表面改質されたものが
好ましい。

【００１０】これらの合成非晶質シリカは、平均粒子径
が１〜２０μｍであることが好ましく、より好ましくは
２〜１５μｍである。インク受容層に含有される合成非
晶質シリカでは、平均粒子径が大きい方が画像濃度の点
からドット径が広がり好ましい。しかし、インク受容層
に含有される合成非晶質シリカの平均粒子径が２０μｍ
を超えるとインクジェット記録用シートの表面の平滑性
が低下し、外観品質上好ましくない。また、インク受容
層に含有される合成非晶質シリカの平均粒子径が１μｍ
未満になると画像の発色性が低下し、好ましくない。

【００１１】シランカップリング剤で表面改質された合
成非晶質シリカは、インク受容層中に容積分率で３０％
以上かつ、６０％以下含有されることが好ましく、より
好ましくは容積分率で３０％以上かつ、５０％以下含有
されることが好ましい。シランカップリング剤で表面改
質された合成非晶質シリカをインク受容層中に容積分率
で３０％以上含有させることにより、合成非晶質シリカ
微粒子同志がウレタン樹脂と互いに接触して、合成非晶
質シリカの連続相が構成され、その多孔質構造が光を吸
収してインクの発色を深色化する（色に深みがでる）。
その合成非晶質シリカ微粒子の表面にウレタン樹脂中の
ウレタン基（−ＣＯＯＮＨ）が局在化し、シリカとウレ
タンの界面にインクが高速で浸透する層が形成される。
この親水性部分をインクが選択的に浸透していくことで
鮮明性、発色性に優れたインク受容層が形成される。し
かし合成非晶質シリカがインク受容層中に容積分率で３
０％未満では合成非晶質シリカ微粒子が接触しない部分
が生じてしまい、その部分でインクが拡散してしまうた
めに発色性が低下してしまう。また合成非晶質シリカが
インク受容層中に容積分率で６０％以上を超えると、受
容層自体の強度が著しく低下してしまう。インク受容層
へのインクの浸透深さを確認するために、インクジェッ
トプリンターを使用して、本発明に基づいて作成したイ
ンク受容層を塗布した記録用紙に印刷したのち、液体窒
素中に１分間程度浸けて凍結させて、切断することによ
り作成した試料を倒立型金属顕微鏡で測定をおこなっ
た。

【００１２】次にインク受容層において、バインダー樹
脂としてはウレタン樹脂のみでもよく、また、ウレタン
樹脂の他に本発明の効果を損なわない範囲でアミド樹
脂、ユリア樹脂等の樹脂を添加することができる。

【００１３】さらにインク受容層には、合成非晶質シリ
カ以外の白色顔料、耐光性向上剤、界面活性剤、その他
の添加剤を含有することができる。合成非晶質シリカ以
外の白色顔料としては、炭酸カルシウム、カオリン、タ
ルク、クレー、珪藻土、珪酸マグネシウム、アルミナ、
ゼオライト、硫酸バリウム等があげられる。

【００１４】耐光性向上剤としては、硫酸亜鉛、酸化亜
鉛、ヒンダードアミン系酸化防止剤、ベンゾフェノン系
等のベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤等があげら
れ、これらの中で、硫酸亜鉛が好適である。さらに界面
活性剤としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エ
ステル、リン酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤、
エーテル型、エーテルエステル型のノニオン系界面活性
剤、ベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリン誘導
体等の界面活性剤等があげられる。

【００１５】その他インク受容層に添加される添加剤と
しては、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、染料、蛍光漂白
剤、防腐剤、ＰＨ調整剤等があげられる。

【００１６】本発明において、インク受容層を形成する
ための塗工液を支持体に塗付する手段としては、カーテ
ンコーター、コールコーター、リバースコーター、エア
ナイフコーター、ブレードコーター、スプレーコーター
等があげられる。

【００１７】また、必要に応じて支持体に対する接着性
を付与する観点からインク受容層と支持体との間にプラ
イマー層を設けてもよく、支持体のインク受容層を設け
た面と反対側の面にカール防止層や摩擦係数を改善する
ための滑性層を設けることもできる。

【００１８】本発明において、支持体は、紙、プラスチ
ックフィルム、ガラス、金属、布、木材等があげられ、
紙としては、例えば、上質紙、中質紙、コート紙、キャ
ストコート紙等があげられ、プラスチックフィルムとし
ては、ポリエステル、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニ
ル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ
エチレン、ポリメチルアクリレート等があげられ、ポリ
エステルの中では特にポリエチレンテレフタレートが好
適である。

【００１９】本発明に適用される記録液としては、染料
タイプの記録液、および顔料タイプの記録液がいずれも
使用可能であり、染料タイプの記録液は、直接染料、酸
性染料、反応性染料、塩基性染料等の水溶性染料を含有
する記録液があげられる。本発明においては、シランカ
ッップリング剤としてアミノシラン類のシランカップリ
ング剤で表面処理された合成非晶質シリカをもちいる
と、シリカ表面のアミノ基と染料タイプの記録液中の染
料の官能基との相互作用によってインクの耐水性が向上
する。

【００２０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 （実施例１）下記の配合１の組成物を撹拌混合してイン
ク受容層塗工液を作製し、白色ＰＥＴフイルム上に乾燥
後の厚みが３０ミクロンとなる様に塗布して乾燥温度１
５０℃で３分間乾燥してインク受容層を作製した。 （配合１） ・ウレタン樹脂（接触角７２度、固形分３０％） １００ｇ ・アミノシラン処理合成非晶質シリカ（平均粒子径５．２ミクロン） ３５ｇ ・ジメチルホルムアミド ６５ｇ なおウレタン樹脂は分子量２０００のポリカーボネート
ジオール（ニッポランＤＮ９８０ 日本ポリウレタン工
業（株）製）１００ｇ、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート（ＭＤＴ）４０ｇ、エチレングリコール５ｇ、ジメ
チルホルムアミド３５０ｇを７０℃で５時間撹拌反応さ
せて合成した。また、アミノシラン処理は合成非晶質シ
リカ微粒子（サイリシア４５０、平均粒子径５．２ミク
ロン、富士シリシア（株）製）２０ｇを水１００ｇ中に
攪拌しながら分散させる。ついで０．２ｇのアミノプロ
ピルメトキシシランＫＢＭ９０３（信越化学工業（株）
製）を攪拌しながら添加して６０分間攪拌処理をおこな
う。ろ過したのちに１００℃で乾燥して作製した。ここ
で、アミノシラン処理合成非晶質シリカ微粒子は、イン
ク受容層中に容積分率３５％含有されている。

【００２１】（実施例２）インク受容層塗工液として下
記の配合２の組成のものを使用した他は、実施例１と同
様にしてインクジェット記録用シートを作製した。 （配合２） ・ウレタン樹脂（接触角７２度、固形分３０％） １００ｇ ・アミノシラン処理合成非晶質シリカ（平均粒子径２．７ミクロン） ３０ｇ ・ジメチルホルムアミド ６５ｇ ウレタン樹脂は実施例１とおなじものを使用し、また合
成非晶質シリカ微粒子の処理は合成非晶質シリカ微粒子
としてサイシリア２５０（平均粒径２．７ミクロン、富
士シリシア（株）製）を用い、実施例１と同様に行い作
製した。ここで、アミノシラン処理合成非晶質シリカ微
粒子は、インク受容層中に容積分率３２％含有されてい
る。

【００２２】（比較例１）下記の組成のインク受容層塗
工液を調製し、白色ＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚みが
３０ミクロンとなるように塗布して乾燥温度１００℃で
３分間乾燥してインク受容層を有するインクジェット記
録用シートを作製した。 （配合３） ・ケン化度９８．５モル％のポリビニールアルコール１５％水溶液 １００ｇ ・サイリシア４５０（富士シリシア（株）製） １５ｇ （合成非晶質シリカ微粒子、平均粒子径５．２ミクロン） ・スミレッツレジンＤＳ−１０（分散助剤、住友化学工業（株）製）０．２ｇ なおポリビニールアルコール１５％水溶液はゴーセノー
ルＮＬ−０５（日本合成化学工業（株）製）を常温の精
製水に撹拌しながら投入し、直ちに昇温し、９０℃で６
０分間撹拌して溶解し作製した。

【００２３】（比較例２）下記配合４の組成物を撹拌混
合してインク受容層塗工液を作製し、比較例１と同様に
白ＰＥＴフイルム上に塗布し、乾燥温度１１０℃で３分
間乾燥してインク受容層を有するインクジェット記録用
シートを作製した。 （配合４） ・サンプレンＩＢ４２２（三洋化成（株）製） １００ｇ （接触角９２度、固形分３０％） ・サイリシア２５０（富士シリシア（株）製） ３０ｇ （シリカ微粒子、平均粒子径２．７ミクロン） ・トルエン ５０ｇ ・メチルエチルケトン ６０ｇ

【００２４】これらの各記録シートの評価結果を表１に
示す。インクジェット記録シートの記録特性は、インク
ジェットプリンター（ＭＪ５２０Ｃ：エプソン株式会社
製）を用いてブラック、シアン、マゼンタ、イエロー４
色をベタ印刷した後に、各印刷部のインク発色濃度を反
射濃度計（マクベス濃度計ＲＤ９１８：マクベス社製）
で測定した。なおブラック、シアン、マゼンタ、イエロ
ー４色の色濃度の合計値を発色濃度とした。耐水性は印
字後に１５分間静水中に記録シートを浸漬した後に水か
ら取り出し乾燥後、発色濃度を測定し、保持率（処理後
の光学濃度／初期の光学濃度×１００）を求めた。測定
結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】以上説明したようにバインダー樹脂とし
てウレタン樹脂を主成分とし、シランカップリング剤で
表面改質された合成非晶質シリカ微粒子を充填剤として
添加することにより、インクの発色濃度が高く、しかも
耐水性に優れたインクジェツト受容層を作製することが
可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 健一 静岡県浜松市東町1876番地 共和レザー株 式会社内 (72)発明者 田坂 茂 静岡県静岡市中田２−３−28−403 (72)発明者 曽布川 正 静岡県静岡市牧ヶ谷2078番地 静岡県静岡 工業技術センター内 (72)発明者 田村 克浩 静岡県静岡市牧ヶ谷2078番地 静岡県静岡 工業技術センター内 (72)発明者 金子 亜由美 静岡県静岡市牧ヶ谷2078番地 静岡県静岡 工業技術センター内 Ｆターム(参考） 2H086 BA15 BA32 BA34 BA41 BA45

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体の少なくとも一方の側にインク
   受容層を設けてなるインクジェット用記録シートにおい
   て、インク受容層がウレタン樹脂を主成分とし、シラン
   カップリング剤で表面改質された合成非晶質シリカ粒子
   を含有することを特徴とするインクジェット記録用シー
   ト。
2. 【請求項２】 前記ウレタン樹脂が水との接触角が９０
   度以下、かつ５０度以上であり、シランカップリング剤
   で表面改質された合成非晶質シリカ粒子をインク受容層
   に容積分率で３０％以上、かつ６０％以下含有すること
   を特徴とする請求項１に記載するインクジェット記録用
   シート。
3. 【請求項３】 前記シランカップリング剤で表面改質さ
   れた合成非晶質シリカ粒子の平均粒子径が１〜２０μｍ
   で有ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   のインクジェット記録用シート。