JP2002234247A

JP2002234247A - インクジェット記録シート用重質炭酸カルシウム及び該炭酸カルシウムを含有するインクジェット記録シート

Info

Publication number: JP2002234247A
Application number: JP2001034956A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Katayama; 正治片山; Yumiko Takase; 祐美子高瀬; Hirotaka Uchiyama; 浩隆内山
Original assignee: Fimatec Ltd
Current assignee: Fimatec Ltd
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-20
Anticipated expiration: 2021-02-13
Also published as: JP4335464B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット記録シート用塗工液へ高含量
で添加できるインクジェット記録シート用重質炭酸カル
シウムを提供すること、及びこのような重質炭酸カルシ
ウムを含有するインクジェット記録シート用塗工液を提
供すること。【解決手段】粒径が０.１〜１μｍの重質炭酸カルシ
ウムを８０質量％以上含有するインクジェット記録シー
ト用重質炭酸カルシウム、及び該重質炭酸カルシウムを
含有するインクジェット記録シート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録シートに添加するピグメントなどとして好適に使用で
きるインクジェット記録シート用重質炭酸カルシウム及
び該炭酸カルシウムを含有するインクジェット記録シー
トに関するものである。

【従来の技術】従来、インクジェット記録シートを構成
するインク受理層には主にシリカが用いられている。こ
の場合、シリカを含有するインクジェット記録紙用塗工
液としては、シリカは高濃度では粘度が高くなるため、
充分に高濃度なものを用いることができず、従って、イ
ンクジェット記録紙用塗工液を塗工した後、多量の水分
を乾燥蒸発させる必要があり、不経済であった。又、軽
質炭酸カルシウムを主成分とするインクジェット記録紙
用塗工液も用いられているが、この場合でもこの場合で
も軽質炭酸カルシウムの固形分濃度は充分に高いとはい
えなかった。一方、重質炭酸カルシウムもインクジェッ
ト記録紙用塗工液に用いられているが、従来使われてい
る重質炭酸カルシウムは、にじみ・発色等の面でインク
ジェット印刷適性が充分でなかった。従って、インクジ
ェット記録シートの印刷適性を低下させることがなく、
インクジェット用塗工液への含有量を高めることがで
き、インクジェット記録シートの製造を経済的に行える
インクジェット記録シート用添加剤が望まれている。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、インクジェ
ット記録シート用塗工液へ高含量で添加できるインクジ
ェット記録シート用重質炭酸カルシウムを提供すること
を目的とする。本発明は、又、上記重質炭酸カルシウム
を含有するインクジェット記録シート用塗工液を提供す
ることを目的とする。本発明は、又、上記重質炭酸カル
シウムを含有するインクジェット記録シートを提供する
ことを目的とする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、特定の粒径の
範囲内にある粒度分布の重質炭酸カルシウムを用いる
と、上記課題を効率的に解決できるとの知見に基づいて
なされたのである。すなわち、本発明は、粒径が０.１
〜１μｍの重質炭酸カルシウムを８０質量％以上含有す
ることを特徴とするインクジェット記録シート用重質炭
酸カルシウムを提供する。本発明は、又、上記重質炭酸
カルシウムをカチオン化処理したものを含有することを
特徴とするインクジェット記録シート用重質炭酸カルシ
ウムを提供する。本発明は、又、上記重質炭酸カルシウ
ムを含有するインクジェット記録シート用塗工液を提供
する。本発明は、又、上記重質炭酸カルシウムを含有す
るインクジェット記録シートを提供する。

【０００４】

【発明の実施の形態】本発明で用いる重質炭酸カルシウ
ムは、例えば次に示す方法で製造することができる。先
ず、天然石灰石を乾式粉砕し得られた粉体に水、又は水
と分散剤とを添加して水に分散させた重質炭酸カルシウ
ムスラリーを調製する。さらに、このようにして調製し
た水性スラリーを、さらに、ビーズミル等を用い湿式粉
砕するのがよい。ここで、天然石灰石を直ちに湿式粉砕
することができるが、湿式粉砕に先立って、予めを乾式
粉砕するのがよい。乾式粉砕では、石灰石の粒径を４０
mm以下、好ましくは平均粒径を２mm〜２μｍ程度に粉砕
しておくのがよい。次に、上記粉砕した石灰石の表面に
有機分散剤が施すのがよい。これは種々の方法で行うこ
とができるが、乾式粉砕した石灰石を有機分散剤の存在
下で湿式粉砕することにより行うのが好ましい。

【０００５】具体的には、石灰石／水性媒体（好ましく
は水）との重量比が好ましくは３０／７０〜８５／１
５、より好ましくは６０／４０〜８０／２０の範囲とな
るように石灰石に水性媒体を加え、ここに分散剤を加え
るのがよい。使用する分散剤の量は特に限定されない
が、重質炭酸カルシウム１００重量部当たり固形分とし
て0.１〜2.０重量部用いるのが好ましく、より好ましく
は0.３〜1.０重量部添加し、常法により湿式粉砕する。
又は、上記範囲の量となる分散剤を予め溶解してなる水
性媒体を石灰石と混合し、常法により湿式粉砕する。湿
式粉砕は、バッチ式でも連続式でもよく、サンドミル、
アトライター、ボールミルなどの粉砕媒体を使用したミ
ルなどが使用するのが好ましい。このように湿式粉砕す
ることにより、平均粒径が２μm以下、好ましくは平均
粒径０.５〜２μm、より好ましくは平均粒径０.５〜１.
５μmのものを得るのがよい。

【０００６】ここで、分散剤としては、水溶性カチオン
系界面活性剤（Ａ）、水溶性アニオン系界面活性剤
（Ｂ）および水溶性非イオン系界面活性剤（Ｃ）があげ
られる。有機分散剤として用いる水溶性カチオン系界面
活性剤（Ａ）としては、第１、２、３級アミン塩型カチ
オン系低分子または高分子界面活性剤および第４級アン
モニウム塩型カチオン系低分子または高分子界面活性剤
が挙げられる。第１〜３級アミン塩型低分子界面活性剤
としては、例えば高級アルキルアミン塩、高級アルキル
アミンエチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミン
エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物、ソ
ロミンＡ型アミン塩、サパミンＡ型アミン塩、アーコベ
ルＡ型アミン塩およびイミダゾリン型アミン塩等が挙げ
られる。第４級アンモニウム塩型低分子界面活性剤とし
ては、例えば高級アルキルトリメチルアンモニウム塩、
アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、サパミン型
第４級アンモニウム塩、イミダゾリン型第４級アンモニ
ウム塩およびアルキルビリジウム塩等が挙げられる。

【０００７】第１〜３級アミン塩型高分子界面活性剤と
しては、例えばポリエチレンイミン、ポリアルキレンポ
リアミン塩、ポリアミン・ジシアンジアミド縮合塩、ポ
リジアリルアミン塩等が挙げられ、第４級アンモニウム
塩型高分子界面活性剤としては、例えばポリスチレンメ
チルアミノトリメチルアンモニウム塩、ポリジアリルジ
メチルアンモニウム塩、トリメチルアミノエチル（メ
タ）アクリレートアンモニウム塩およびポリＮ−アルキ
ルピリジン塩等が挙げられる。これらのカチオン系界面
活性剤の内、湿式粉砕時に高濃度スラリーを得るために
は、アミン塩型高分子界面活性剤または第４級アンモニ
ウム塩型高分子界面活性剤が好ましいが、特に好ましい
ものとしてジアリルアミンの単独またはビニール化合物
との共重合物の塩およびポリジアリルジメチルアンモニ
ウム塩が挙げられる。このような高分子分散剤として
は、特開平７−３００５６８号公報に記載の水溶性カチ
オン性コポリマー分散剤が好ましい。特開平７−３００
５６８号公報における該水溶性カチオン性コポリマー分
散剤の記載は、本明細書の記載に含まれるものとする。
これらの分子量は、特に限定はないが、好ましくは１０
００〜１５００００であり、更に好ましくは５０００〜
８００００である。

【０００８】有機分散剤として用いる水溶性界面活性剤
（Ｂ）としては、官能基としてカルボン酸塩、硫酸エス
テル塩、スルホン酸塩およびリン酸エステル塩を持つ低
分子または高分子界面活性剤が挙げられる。低分子カル
ボン酸塩としては、例えばラウリン酸ナトリウム、ステ
アリン酸ナトリウムおよびオレイン酸ナトリウム等の高
級脂肪酸塩、高級アルコールポリエチレンオキサイドエ
ーテル酢酸塩、ペルフルオロアルキルカルボン酸塩等が
挙げられ、高分子カルボン酸塩としては、例えばポリア
クリル酸塩、ポリアクリル酸−マレイン酸共重合物の塩
等のカルボン酸単量体の単独または少なくとも２つ以上
からなる共重合物またはその塩、ビニル化合物とカルボ
ン酸系単量体との共重合物またはその塩およびカルボキ
シメチルセルロース等が挙げられる。低分子硫酸エステ
ル塩としては、例えば高級アルコールポリエチレンオキ
サイド硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化脂肪酸エステ
ル、硫酸化脂肪酸、硫酸化オレフィンおよびアルキルフ
ェノールポリエチレンオキサイド硫酸エステル塩等が挙
げられる。

【０００９】低分子スルホン酸塩としては、例えばアル
キルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸
塩、アルカンポリスルホン酸塩、ペルフルオロアルキル
スルホン酸塩、イゲホンＴ型およびエアロゾル型等が挙
げられ、高分子スルホン酸塩としては、ナフタレンスル
ホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸
塩、ポリビニルスルホン酸塩、ポリアリールスルホン酸
塩およびアクリルアミドとアクリルアミドプロパンスル
ホン酸の共重合物の塩等が挙げられる。共重合型高分子
界面活性剤としては、例えばカルボン酸単量体とスルホ
ン酸単量体からなる共重合体またはその塩が挙げられ
る。低分子リン酸エステル塩としては、例えば高級アル
コールモノリン酸エステル塩、高級アルコールポリエチ
レンオキサイドリン酸エステル塩およびアルキルフェノ
ールポリエチレンオキサイドリン酸エステル塩等が挙げ
られる。

【００１０】これらのアニオン系界面活性剤の内、湿式
粉砕時に高濃度スラリーを得るためには、高分子型界面
活性剤が好ましいが、特に好ましいものとして、ポリア
クリル酸またはその塩、ポリアクリル酸−マレイン酸共
重合物またはその塩等のカルボン酸単量体の単独または
少なくともそれらの２つ以上からなる共重合物またはそ
の塩が挙げられる。これらの分子量は、特に限定はない
が、好ましくは１０００〜１０００００であり、更に好
ましくは５０００〜５００００である。有機分散剤とし
て使用する水溶性界面活性剤（Ｃ）としては、ポリエチ
レングリコール型および多価アルコール型非イオン界面
活性剤が挙げられる。ポリエチレングリコール型として
は、例えば高級アルコールエチレンオキサイド付加物、
アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸
エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エス
テルエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレン
オキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレン
オキサイド付加物およびポリエーテル変成シリコーン等
が挙げられる。

【００１１】多価アルコール型としては、例えばグリセ
ロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪
酸エステル、ソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エ
ステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのア
ルキルエーテル、ポリグリセリン脂肪酸エステルまたは
そのエチレンオキサイド付加物およびアルカノールアミ
ン類の脂肪酸アミド等が挙げられ、更にメチルセルロー
ス（ＭＣ）、ハイドロオキシエチルセルロース（ＨＥ
Ｃ）、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ポリアルキ
レンオキサイドビニールエテル化合物およびポリハイド
ロキシルアルキル（メタ）アクリレート等が挙げられ
る。これらの非イオン系界面活性剤の内、湿式粉砕時に
高濃度スラリーを得るためには、高分子型界面活性剤が
好ましいが、特に好ましいものとして抵重合度の部分ケ
ン化ポパールおよびポリハイドロキシアルキル（メタ）
アクリレート等が挙げられる。上記種々の分散剤のう
ち、特に、ポリアクリル酸系分散剤（例えばサンノプコ
社製：Ｆ―１３０）が好ましい。

【００１２】上記方法で調製した重質炭酸カルシウム水
性スラリー濃度を所定の濃度に調整し、次に遠心分離機
を用いて、粗粒子を含有する重液を除去し、粒径が１μ
ｍ以下の軽液を回収する。本発明ではこのスラリーをそ
のままインクジェット記録シート用重質炭酸カルシウム
として用いることができる。本発明のインクジェット記
録シート用重質炭酸カルシウムは、粒径が０.１〜１μ
ｍの重質炭酸カルシウムを８０質量％以上含有するもの
であるが、９０質量％以上であるにが好ましく、より好
ましくは９５質量％以上、最も好ましくは１００質量％
である。本発明では、インクジェット記録シート用重質
炭酸カルシウムとして、平均粒径が０.２〜０.４μｍの
ものが好ましく、より好ましくは、平均粒径が０.３〜
０.３５μｍである。本発明では、さらに、１.５μｍよ
り大きな粒径の重質炭酸カルシウムを含有しないのが好
ましい。このようなものは、上記重質炭酸カルシウムを
分級処理することにより容易に得ることができる。

【００１３】本発明では、上記重質炭酸カルシウムを用
いてインクジェット用塗工液を調製する場合、必要に応
じて、顔料、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、抑泡剤、発
泡剤、離型剤、浸透剤、湿潤剤、熱ゲル化剤、滑剤、染
料、蛍光増白剤、その他当該技術分野で公知の各種助剤
などを添加することができる。又、天然ゴムなどの樹脂
やバインダーを加えることもできる。さらに、シリカや
軽質炭酸カルシウムを併用することができる。又、イン
クジェット用塗工液としては、重質炭酸カルシウムの含
有量が２０質量％以上、特に２０〜８０質量％、さらに
３０質量％以上となるように調製するのがよい。このよ
うにして調製したインクジェット用塗工液は、支持体上
に、サイズプレス、ゲートロール、ロールコーター、バ
ーコーター、エアナイフコーター、ロッドブレードコー
ター、ブレードコーター、ダイコーター、カーテンコー
ターなどを用いる公知の塗布方法により塗布して、イン
ク受理層を形成するのがよい。又、支持体中に、例え
ば、紙支持体中に、本発明の重質炭酸カルシウムを含有
させてもよい。本発明では、多層コートの１部又は全部
としても使用することができる。

【００１４】ここで、支持体としては、特に限定されな
いが、セルロースパルプを主原料とした酸性紙、中性
紙、コート紙のほか、合成紙、樹脂フィルムやシート、
ラミネート紙などが用いられる。ここで、填料の入って
いる紙を用いてもよいし、綿、絹、麻などの天然繊維、
ポリエステル、ナイロンなどの合成繊維、キュプラなど
の半合成繊維を主原料とした布を用いてもよい。塗工液
の塗布量は限定されないが、５g/m²以上であるのが好ま
しい。本発明のインクジェット記録シートには、各種イ
ンク、例えば、染料インクや顔料インクなどの公知のイ
ンクを用いて、プリントすることができる。プリンター
としては、広く用いられているdot on demand型（ＤＯ
Ｄ型）のものに加えて、サイテックスなどの連続式プリ
ンターを用いてもよい。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、色濃度や文字の鮮明性
にすぐれ、くすみやにじみの少ないインクジェット記録
シートを提供することができ、かつインクジェット用塗
工液への含有量を高めることができるインクジェット記
録シート用添加剤を提供することができる。次に実施例
を用いて本発明を説明する。

【００１６】

【実施例】実施例１平均粒子径８μｍの重質炭酸カルシウム（太平洋セメン
ト株式会社製の石灰石原料の乾式粉砕品）に水を加え、
重質炭酸カルシウム１００重量部当たり分散剤（アニオ
ン系分散剤、サンノプコ社製：Ｆ―１３０）を０.４質
量部加え、アトライターで湿式粉砕し、次いで３５０Me
shスクリーンを通し分級し重質炭酸カルシウム水性スラ
リーを調製した（平均粒子径１.１５μｍ、固形分濃度
７５質量％、２０℃における粘度１３０mPas（６０ｒｐ
ｍ））。この水性スラリーをデカンタータイプの遠心分
離器（回転半径0.０７７ｍ、有効体積1.８リットル）に
0.３６７ｍ3 ／ｈで供給し、１５００Ｇの遠心力をかけ
たところ（遠心効果Ｚ１５００）、粗粒が遠心分離器の
内壁に沈降した。この沈降した粗粒子をスクリュウによ
って外部に搬送、排出した。このものの平均粒径は０.
３５μｍであり、１.５μｍより大きい粒子の含量はゼ
ロ、０.１〜１.０μｍの粒径範囲のものが９７質量％で
あった。又、スラリー濃度は、３５質量％であった。

【００１７】実施例２カチオン化剤としてサンノプコ社製カチオン分散剤F-2
X、シリカとしてGrace社製シリカSyloid ED3（平均粒子
径５μｍ）、日本シリカ社製Nipsil NS-P（平均粒子径
１１μｍ）、炭酸カルシウムとしてファイマテック社製
微粒子炭酸カルシウムを用い、下記の方法に従って、各
スラリーを作成し、粘度１０００mPa・sとなる濃度を測
定した。（１mPa・s＝１cP＝１cps）方法１Ｌのカップに蒸留水３００ｇを取り、サンノプコ社
製カチオン分散剤F-2X（４５％溶液）を１ｇ投入し、攪
拌しながらGrace社製シリカSyloid ED3を投入した。ス
ラリー状からゲル状になったら分散剤溶液を再び投入
し、スラリー状になったらさらにシリカを投入した。こ
れを繰り返し、分散剤を追加してもゲル状を保つように
なったら、安定させるため、２４時間静置した。十分に
攪拌した後に蒸留水を加え粘度１０００mPa・sになるよ
うに調製し濃度を測定した。シリカに日本シリカ社製Nipsil NS-Pを用い、と同
様にした。

【００１８】微粒子量質炭酸カルシウム（平均粒子径
０．３５μｍ、０.１〜１.０μｍの粒径範囲のものが９
７質量％、以下FMT-UF）のスラリー２４．５％品の水分
を除去し、粘度１０００mPa・s以下での限界濃度を測定
した。ＦＭＴ−ＵＦにサンノプコ社製カチオン分散剤F-2X
（４５％溶液）添加し、粘度１０００mPa・s以下での限
界濃度を測定した。炭酸カルシウム／シリカ配合比５０／５０の複合品に
ついて、１と同様に限界濃度を測定した。炭酸カルシウ
ムはFMT-UF、シリカはGrace社製シリカSyloid ED3を用
いた。結果をまとめて表−１に示す。

【００１９】

【表１】表−１粘度１０００mPa・sとなるときの
濃度

【００２０】表−１の結果から、FMT-UFを用いることに
より、シリカ１００％に比べて明らかに高濃度のスラリ
ーが出来ることがわかる。実施例３鈴川化学社製ＰＶＡ９％溶液をバインダーとして、固形
分１００重量部（以下単に部）に対して、４．３部添加
し塗工液とした。坪量６４g/m²の三菱製紙株式会社製の
ＰＰＣ用紙の片面に、乾燥後の塗工量が５g/m²となるよ
うにメイヤーバーを用いて塗工しインクジェット記録し
を得た。ここで、ワイヤーバーで各５g/m²ずつ塗工し、
テストパターンを印刷する。色の濃度、くすみ、にじ
み、文字の鮮明性について官能評価した。これにＥＰＳ
ＯＮＰＭ８００Ｃを用いてベタ・網点・文字を印刷
し、目視による官能評価を行った。結果をまとめて表−
２に示す。

【００２１】

【表２】表−２

【００２２】○以上を実用レベルとする。表−２の結果
から、炭酸カルシウム／シリカ複合のFMT-IJ 511はシリ
カ１００％のものに比肩するインクジェット印刷適性を
持つこともわかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高瀬祐美子東京都港区西新橋２−８−６住友不動産日比谷ビル12階株式会社ファイマテック内 (72)発明者内山浩隆東京都港区西新橋２−８−６住友不動産日比谷ビル12階株式会社ファイマテック内Ｆターム(参考） 2C056 EA05 FC06 2H086 BA15 BA33 BA45 4G076 AA16 AB09 BB08 CA02 CA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径が０.１〜１μｍの重質炭酸カルシ
ウムを８０質量％以上含有することを特徴とするインク
ジェット記録シート用重質炭酸カルシウム。
【請求項２】平均粒径が０.２〜０.４μｍである請求
項１記載の重質炭酸カルシウム。
【請求項３】平均粒径が０.３〜０.３５μｍである請
求項１記載の重質炭酸カルシウム。
【請求項４】１.５μｍより大きな粒径の重質炭酸カ
ルシウムを含有しない請求項１〜３のいずれか１項の重
質炭酸カルシウム。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項の重質炭酸
カルシウムをカチオン化処理したものを含有することを
特徴とするインクジェット記録シート用重質炭酸カルシ
ウム。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項記載の重質
炭酸カルシウムを含有することを特徴とするインクジェ
ット記録シート用塗工液。
【請求項７】請求項１〜５のいずれか１項記載の重質
炭酸カルシウムを含有することを特徴とするインクジェ
ット記録シート。