JP2002127590A - 記録用シート - Google Patents

記録用シート

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JP2002127590A JP2000323869A JP2000323869A JP2002127590A JP 2002127590 A JP2002127590 A JP 2002127590A JP 2000323869 A JP2000323869 A JP 2000323869A JP 2000323869 A JP2000323869 A JP 2000323869A JP 2002127590 A JP2002127590 A JP 2002127590A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】印刷画像の濃度が高く、滲みが無いインクジェ
ット用の記録用シートを得る。 【解決手段】本発明の記録用シート10のインク透過層
13には化学構造中にパーフルオロアルキル基を有する
フッ素系界面活性剤が添加されており、インク透過層1
3中のフィラー粒子表面に存する親水基はそのパーフル
オロアルキル基で覆われた状態になるので、インク透過
層13の疎水、疎油性が高くなり、有機溶剤が添加され
た水性インクが塗布された場合でも、インクがインク透
過層13内で拡散しない。また、このインク透過層13
にはバインダーとして水酸基価が4(mgKOH/g)
以上の非水溶性樹脂が添加されているので、より水性イ
ンクとの親和性が低くされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばインクによ
る記録に用いられる記録用シートに関し、特に、インク
ジェットプリンタに用いられる記録用シートに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コンピューターやワードプロセッ
サーなどの出力プリンタとして、ワイヤードット記録方
式、感熱発色記録方式、感熱溶融転写記録方式、感熱昇
華転写記録方式、電子写真記録方式、インクジェット記
録方式などの種々の方式が用いられている。
【0003】これらのうちインクジェット記録方式は、
他の記録方式に比べて印刷コストが安い、印刷時の騒音
が少ない、印刷装置が小型である、印刷速度が速いなど
の優れた特徴を有しており、近年、その用途が急速に広
がっている。このようなインクジェット記録方式に用い
られる記録用シートには種々のものが提案されている。
【0004】図2(a)の符号110はインクジェット
記録方式に用いられる記録用シートの一例を示してい
る。この記録用シート110は透明な基材111と、基
材111表面に形成されたインク受容層112と、イン
ク受容層112表面に形成されたインク透過層113と
を有している。
【0005】このような記録用シート110に対しイン
クジェット記録を行う場合には、インクジェットプリン
タのノズルからインク透過層113の表面(印刷面)へ
向けてインク114を噴射する(図2(a))。
【0006】このインク透過層113には、フィラーと
バインダーとが含有されており、フィラーの粒子と、バ
インダーによって多孔質構造が形成されているため、イ
ンク透過層113表面に着弾したインク114は、その
多孔質構造の空孔を通ってインク透過層113内で深さ
方向に浸透し、インク受容層112に吸収されて定着す
る。
【0007】インク受容層112内で定着したインク
は、透明な基材111のインク受容層112を有しない
面からドット117として観察され、これらドット11
7の集合体が印刷画像として観察される(図2
(b))。このような記録用シート110は、近年、オ
ーバーヘッドプロジェクターや電飾広告などに盛んに使
用されている。
【0008】ところで、インクジェット方式には一般に
水性のインクが用いられているが、インク透過層113
の親水性が高い場合には、その表面に着弾したインク1
14が、インク透過層113の深さ方向だけでは無く、
面方向にも吸収される。
【0009】このような場合には、深さ方向に吸収され
るインク量、即ち、インク受容層112に吸収されるイ
ンク114量が少なくなるので、基材111のインク受
容層112を有しない面から観察されるドット117の
色濃度が低くなってしまう。更に、面方向の吸収が甚だ
しい場合には、インク透過層113内でインク114同
士が重なり合い、重なり合った部分が印刷画像の滲みと
して観察されてしまう。
【0010】上記のような不都合を解消するために、多
孔質構造を有するインク透過層に界面活性剤を添加した
ものが公知であり(特開平62−280068)、この
ような記録用シートでは、界面活性剤によってインク透
過層の親油性が向上するとともに、親水性が低下するの
で、水性インクとの親和性が低下し、インクのインク透
過層内での拡散、及び、定着が抑制される。
【0011】しかしながら、一般にインク中には、イン
クジェットプリンタのノズル詰まりを防止する目的、又
は、記録用シートへの浸透性を向上させる等の目的で、
種々の有機溶剤(エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン等の多価アル
コール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコー
ルメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールモノ
メチルエーテル等の多価アルコール類のアルキルエーテ
ル誘導体、エチレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テート、グリセリルモノアセテート、グリセリルジアセ
テート等の多価アルコールのエステル誘導体、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、ポリオキシエチレンアミン等の水溶性アミン、又
は、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドンなど
の含窒素環状化合物)が添加されており、このような有
機溶剤が添加されたインクを親油性の高いインク透過層
に塗布すると、インクがインク透過層を透過する際に、
インク中の有機溶剤が拡散し、有機溶剤と共にインクの
着色成分も拡散されてしまう。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の課題を解決するためになされたもので、印刷濃度が
濃く、印刷画像に滲みが生じない記録用シートを製造す
る技術を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】一般に、樹脂などの高分
子化合物中に含まれる水酸基を定量的に示すために、水
酸基価と呼ばれる数値が用いられている(JIS K
0070−1992)。水酸基価はヒドロキシル価とも
呼ばれており、樹脂1gに含まれる遊離の水酸基をアセ
チル化するために必要な酢酸を中和するのに要する水酸
化カリウムのmg数によって表される。従って、水酸基
価(mgKOH/g)が大きいほど、化合物中に含まれ
る水酸基の量が大きくなる。
【0014】本発明は上記のような水酸基価を用いて構
成されており、請求項1記載の発明は記録用シートであ
って、インク受容層と、前記インク受容層表面に配置さ
れたインク透過層とを有し、前記インク透過層には、フ
ィラーと、化学構造中にパーフルオロアルキル基を有す
るフッ素系界面活性剤と、水酸基価が4以上であって、
且つ、非水溶性の高水酸基価樹脂を含有するバインダー
とが添加された記録用シートである。請求項2記載の発
明は請求項1記載の記録用シートであって、前記フィラ
ーがシリカである記録用シート。請求項3記載の発明は
請求項1記載の記録用シートであって、前記バインダー
がポリエステルから成る前記高水酸基価樹脂とポリビニ
ルアセタールから成る前記高水酸基価樹脂のいずれか一
方、又は、両方を含有する記録用シートである。請求項
4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項
記載の記録用シートであって、前記バインダーと、前記
フィラーの合計重量を100重量部とした場合に、前記
界面活性剤が1重量部以上30重量部以下の範囲で前記
インク透過層に添加された記録用シートである。
【0015】本発明は上記のように構成されており、イ
ンク透過層には疎水、疎油基であるパーフルオロアルキ
ル基を有する化合物が界面活性剤として添加されている
ので、シリカのように、その粒子表面に親水基が露出す
るフィラーを用いた場合に、フィラー粒子全体がこのパ
ーフルオロアルキル基で覆われた状態になる。
【0016】従って、このインク透過層では、疎水性が
高いだけでは無く、疎油性も高くなっているので、有機
溶剤が添加された水性のインクを塗布した場合でも、形
成される印刷画像の印刷濃度が高く、滲みも生じない。
【0017】また、インク透過層には非水溶性、且つ、
水酸基価が4以上の高水酸基価樹脂がバインダーとして
用いられており、このような樹脂はインク中の水溶性成
分を吸収しないだけでは無く、水酸基が疎油基として働
くため、インク中の親油性成分である有機溶剤に対して
も親和性が低くされている。従って、このようなバイン
ダーと上記の界面活性剤とを併用すれば、より印刷画像
に滲みが生じ難くなる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の記録用シートの一例をそ
の製造工程と共に図面を用いて説明する。先ず、インク
吸収性樹脂である水溶性ウレタン樹脂(高松油脂(株)
社製の商品名「NS310X」、固形分14重量%)を
100重量部に対して、フィラーである水酸化アルミニ
ウム(昭和電工(株)社製の商品名「ハイジライトH4
2」)を2.8重量部添加し、これらをジャーミルで6
時間攪拌して、インク受容層用の塗工液を作成した。
【0019】図1(a)の符号11はポリエチレンテレ
フタレートから成る透明な基材(ここでは、東洋紡
(株)社製の商品名「コスモシャインA4100」(膜
厚100μm、片面易接着処理済み)を用いた)を示し
ており、この基材11の表面に、上記の工程で作成した
インク受容層用の塗工液をバーコーターを用いて塗布
し、次いで熱風循環式オーブンによって120℃で3分
間乾燥させ、インク受容層12を形成した(同図
(b))。ここでは乾燥後の厚さが15μmになるよう
にインク受容層12を形成した。
【0020】次に、水酸基価が4以上であり、且つ、非
水溶性の高水酸基価樹脂から成るバインダー15重量部
に対して、有機溶剤であるメチルエチルケトン56重量
部と、同じく有機溶剤であるシクロヘキサノン14重量
部とを添加し、バインダーが完全に溶解するまでジャー
ミルで3時間攪拌し、バインダー溶解液を作成した。
【0021】このバインダー溶解液85重量部に対し
て、フィラーであるシリカ(水澤化学(株)社製の商品
名「ミズカシルP527」、平均粒子径1.6μm)を
15重量部と、界面活性剤であり、その化学構造中にパ
ーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤1.
5重量部とを添加し、更に、ジャーミルで1時間攪拌し
てインク透過層用の塗工液を得た。
【0022】次いで、図1(b)で示した状態のインク
受容層12表面に上記工程で作成したインク透過層用の
塗工液をマイヤーバーを用いて塗布する。ここでは乾燥
後の厚さが12μmになるようにインク透過層13を形
成した。
【0023】次いで、全体を熱風循環式オーブンを用い
て120℃で3分間乾燥させると、インク透過層13が
形成され、インク受容層12とインク透過層13とを有
する本発明の記録用シート10が得られる(図1
(c))。
【0024】
【実施例】上記工程中の高水酸基価樹脂として、東洋紡
(株)社製の商品名「バイロン220」、ユニチカ
(株)社製の商品名「UE3320」、ユニチカ(株)
社製の商品名「UE3360」)、積水化学(株)社製
の商品名「KS−10」」を用い、また、上記工程中の
フッ素系界面活性剤として大日本インキ化学(株)社製
の商品名「MEGAFACE F−177」、「MEG
AFACE F−171」、「MEGAFACE F−
172」と、旭硝子(株)社製の商品名「サーフロンS
−393」、「サーフロンS−381」とをそれぞれ用
い、これら4種類の高水酸基価樹脂と5種類の界面活性
剤とを各1種類ずつを組み合わせ、上記工程と同じ配合
比率、同じ工程で20種類の記録用シート10を作成し
た。
【0025】これらの記録用シート10を用いて下記に
示す「印刷画像評価試験」を行った。 〔印刷画像評価試験〕ローランド(株)社製の商品名
「FJ−40」をインクジェットプリンタとして用い、
このインクジェットプリンタのノズルから記録用シート
10のインク透過層13表面に向けて水性の顔料インク
を噴射して所定画像の印刷を行った。ここでは、所定画
像として、べた塗り中に6ポイントのゴシック体文字が
白抜きされた画像を形成した。
【0026】この時、その白抜き文字が明瞭に判読でき
るものを『○』、部分的に白抜き文字が潰れているもの
を『△』、白抜き文字が潰れ、判読不可能なものを
『×』として評価した。これらの評価結果と、インク透
過層13に用いた高水酸基価樹脂と、界面活性剤の組み
合わせを下記表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】尚、上記実施例に用いた4種類の高水酸基
価樹脂のうち、商品名「バイロン220」、「UE33
20」、「UE3360」はそれぞれポリエステルであ
り、商品名「KS−10」はポリビニルアセタールであ
る。これらの高水酸基価樹脂の水酸基価、ガラス転移温
度、及び、分子量を下記表2に示す。
【0029】
【表2】
【0030】上記表1に示されるように、本発明の実施
例では、高水酸基価樹脂と界面活性剤との組み合わせの
種類に係わらず、全ての記録用シート10で、印刷画像
に形成された白抜き文字が判読可能であり、本発明の記
録用シート10のインク透過層13が実用上十分な程度
の疎インク性を有することが確認された。
【0031】<比較例>上記本発明の実施例で用いたフ
ッ素系界面活性剤に代え、界面活性剤として4種類のノ
ニオン性界面活性剤(ポリオキシエチレンオレイルエー
テル(日本油脂(株)社製の商品名「E202S」)、
ソルビタンモノオレート(日本油脂(株)社製の商品名
「OP−80R」)、ソルビタントリオレート(日本油
脂(株)社製の商品名「OP−85R」)、ソルビタン
モノラウレート(日本樹脂(株)社製の商品名「LP−
20R」)をそれぞれ用い、これら4種類のノニオン性
界面活性剤と、上記実施例で用いた4種類の高水酸基価
樹脂をそれぞれ1種類ずつ用いて上記実施例と同じ工程
で16種類の比較例の記録用シートを作成した。
【0032】これら比較例の記録用シートを用いて、上
記実施例と同じ条件で「印刷画像評価試験」を行った。
これらの結果を下記表3に記載する。
【0033】
【表3】
【0034】上記表4から明らかなように、ノニオン性
界面活性剤を用いた比較例の記録用シートでは、殆どの
ものが、白抜き文字が判読不可能であった。参考とし
て、上記実施例に用いたフッ素系界面活性剤のうち、2
種類のフッ素系界面活性剤のHLB値と、上記比較例に
用いた4種類のノニオン性界面活性剤のHLB値とをそ
れぞれ下記表4に記載する。
【0035】
【表4】
【0036】一般に、界面活性剤はHLB値が高いほど
親水性が高く、HLB値が低いほど親油性が高いとされ
ているが、上記表1、表3、及び、表4を参照し、HL
B値が同程度であっても、フッ素系界面活性剤を用いた
本発明の実施例と、ノニオン性界面活性剤を用いた比較
例とでは、インク透過層の疎インク性に明らかな差が見
られた。
【0037】
【実施例】上記実施例で用いた高水酸基価樹脂に代え、
高水酸基価樹脂として、水酸基価がそれぞれ異なる2種
類の非水溶性ポリエステル(大日本インキ化学(株)社
製の商品名「バイロン200」(分子量:17000、
ガラス転移温度:67℃)、ユニチカ(株)社製の商品
名「UE3210」(分子量:20000、ガラス転移
温度:45℃))をそれぞれ用い、これらの高水酸基価
樹脂と、上記実施例に用いた5種類のフッ素系界面活性
剤のうち、2種類のフッ素系界面活性剤(大日本インキ
化学(株)社製の商品名「MEGAFACE F−17
2」、旭硝子(株)社製の商品名「サーフロンS−39
3」)をそれぞれ用い、これらを組み合わせて上記実施
例と同じ工程で3種類の本発明実施例の記録用シート1
0を作成した。
【0038】これら3種類の記録用シート10を用いて
上記実施例と同じ条件で「印刷画像評価試験」を行っ
た。これらの評価結果を、高水酸基価樹脂と界面活性剤
との組み合わせ、及び、各高水酸基価樹脂の水酸基価と
共に下記表5に記載する。
【0039】
【表5】
【0040】上記表5から明らかなように、水酸基価が
4以上の範囲にある非水溶性ポリエステルを用いた場
合、それぞれ白抜き文字の一部分が潰れたものの、判読
が可能であり、これらの記録用シート10のインク透過
層13が実用上十分な疎インク性を有していることが確
認された。
【0041】
【実施例】上記実施例に用いたもののうち、高水酸化価
樹脂(東洋紡(株)社製の商品名「バイロン220」)
と、界面活性剤(大日本インキ化学(株)社製の商品名
「MEGAFACE F−172」)とをそれぞれ1種
類ずつ用い、この高水酸基価樹脂と、フィラーの合計重
量100(重量部)に対し、上記界面活性剤の添加量を
それぞれ下記表7に示すように変化させて、7種類のイ
ンク透過層用の塗工液を作成し、7種類の記録用シート
10を作成した。これらの記録用シート10を用いて、
上記各実施例と同じ条件で「印刷画像評価試験」を行
い、更に、下記に示す「印刷濃度試験」を行った。
【0042】〔印刷濃度試験〕上記「印刷画像評価試
験」で用いたものと同じインクジェットプリンタを用い
て、実施例3の記録用シート10のインク透過層13表
面に向かって水性の顔料インクを噴射し、黒色べた塗り
画像を形成した。このべた塗り画像について、反射濃度
計(マクベス社製の商品名「TR−924」)を用い
て、記録用シート10のインク受容層12及びインク透
過層13が形成されていない側の表面から印刷濃度(反
射濃度)を測定した。この印刷濃度が2.0以上の場合
を『○』、1.5以上2.0未満の範囲にあるものを
『△』、1.5未満の範囲にあるものを『×』として評
価した。これら「印刷画像評価試験」、「印刷濃度試
験」の結果を下記表6に記載する。
【0043】
【表6】
【0044】上記表6から明らかなように、フッ素系界
面活性剤の添加量が1重量部以上30重量部以下の範囲
にある記録用シート10では、印刷濃度が1.5以上と
十分に高い値が得られ、また、印刷画像評価も高い評価
結果が得られた。
【0045】他方、フッ素系界面活性剤の添加量が1重
量部未満、又は、30重量部を超える範囲にあるもので
は、「印刷画像評価試験」において白抜き文字が判読不
可能であり、特に、その添加量が35重量部の場合、印
刷濃度の値も低かった。
【0046】これは、フッ素系界面活性剤の添加量が1
重量部未満の場合には、インク透過層13の疎水、疎油
性が十分では無く、また、その添加量が30重量部を超
える場合では、インク透過層の疎水、疎油性が高くなり
すぎ、表面に塗布されたインクがインク透過層の表面で
はじかれ、インク透過層内に浸透されなかったためと推
測される。
【0047】以上は基材11としてポリエチレンテレフ
タレートを用いる場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものでは無い。基材11の材質として
は、例えば、ポリエチレンナフタレート等のポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリメチルメタク
レート、ポリカーボネイト、透明紙、酢酸セルロース、
ポリアクリレート、ポリエーテルスルホン等を用いるこ
とができる。
【0048】特に、OHP用の記録用シートとしては、
基材11の材質にポリエチレンテレフタレート、硬質ポ
リ塩化ビニル、ポリプロピレン、トリアセテートなどを
用いると良い。
【0049】また、インク受容層12が十分に堅牢なも
のであれば特に基材11を用いる必要が無く、インク受
容層12とその表面に形成されたインク透過層13から
なる2層構造の記録用シート10を作成することが可能
である。
【0050】インク受容層12に用いられるインク吸収
性樹脂も特に限定されるものではないが、水性のインク
を吸収、定着させるためには膨潤性を有する水溶性樹
脂、或いは、親水性のポリマーが好ましく、例えば、ア
ルブミン、カゼイン、デンプン、アラビアゴム、アルギ
ン酸ソーダ等の天然樹脂、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアミド、ポリエ
チレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアル
コール、ポリビニルアセタール、メラニン、ポリエステ
ル、ポリアクリル、ポリウレタン、ポリアリルアミンな
どの合成樹脂を用いることができる。
【0051】また、インク受容層12に用いられるフィ
ラーも水酸化アルミニウムに限定されるものでは無く、
例えば、シリカ、タルク、カオリン、クレー、酸化亜
鉛、酸化錫、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、チタ
ンホワイト、硫酸バリウム、二酸化チタン、珪酸アルミ
ニウム、珪酸マグネシウム、酸化マグネシウム、スメク
タイト、ゼオライト、珪藻土なども用いることができ
る。
【0052】また、上記実施例ではインク透過層13に
添加されるフィラーとしてシリカを用いたが本発明はこ
れに限定されるものでは無いが、チタンホワイトのよう
な酸化チタンをインク透過層13に添加すると、インク
の透過性が悪くなり、その結果、観察される印刷画像の
濃度が低くなるため、本発明には適さない。
【0053】更に、インク透過層13に用いる高水酸基
価樹脂もポリエステルやポリビニルアセタールに限定さ
れるものでは無く、水酸基価が4以上の非水溶性のもの
であれば、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ
メタクリレート、エラストマー、エチレン‐酢酸ビニル
共重合体、スチレン−アクリル共重合体、ポリアクリ
ル、ポリビニルエーテル、ポリアミド、ポリオレファ
ン、ポリシリコーン、グアナミン、ポリテトラフルオロ
エチレン、尿素樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、
スチレン−ブタジエンゴムなども用いることができる。
【0054】また、本発明のインク透過層及びインク受
容層用の塗工液を塗布する際には、マイヤーバーやバー
コーターだけではなく、ナイフコータ、グラビアコータ
等の種々のコーティング装置を用いることができる。イ
ンク受容層12とインク透過層13の厚さも特に限定さ
れるものでは無いが、それぞれ1μm以上、50μm以
下の範囲にあることが望ましい。
【0055】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、印刷
画像に滲みが生じ難く、発色濃度が優れた記録用シート
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c):本発明の記録用シートを製造
する工程図
【図2】(a)、(b):従来技術の記録用シートを説
明するための図
【符号の説明】
10……記録用シート 11……基材 12……インク受容層 13……インク透過層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村澤 幸子 栃木県鹿沼市さつき町18 ソニーケミカル 株式会社第1工場内 (72)発明者 高橋 秀明 栃木県鹿沼市さつき町18 ソニーケミカル 株式会社第1工場内 Fターム(参考) 2H086 BA01 BA13 BA31 BA33 BA36 4J038 CE061 CE062 DD001 DD002 GA03 HA446 KA08 KA09 PB11 PC10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インク受容層と、前記インク受容層表面に
    配置されたインク透過層とを有し、 前記インク透過層には、フィラーと、 化学構造中にパーフルオロアルキル基を有するフッ素系
    界面活性剤と、 水酸基価が4以上であって、且つ、非水溶性の高水酸基
    価樹脂を含有するバインダーとが添加された記録用シー
    ト。
  2. 【請求項2】前記フィラーがシリカである請求項1記載
    の記録用シート。
  3. 【請求項3】前記バインダーがポリエステルから成る前
    記高水酸基価樹脂とポリビニルアセタールから成る前記
    高水酸基価樹脂のいずれか一方、又は、両方を含有する
    請求項1記載の記録用シート。
  4. 【請求項4】前記バインダーと、前記フィラーの合計重
    量を100重量部とした場合に、前記界面活性剤が1重
    量部以上30重量部以下の範囲で前記インク透過層に添
    加された請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の記
    録用シート。
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