JP2003182210A - インクジェット記録用紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フェザリング、発色性が良好で、且つ、インク
吸収性、ブリードの良好なインクジェット記録用紙の提
供。 【解決手段】この課題は、水によるステキヒトサイズ度
が１５×（坪量／６４） ² 秒以上であり、且つ、ポリエ
チレングリコール（ＰＥＧ−４００）の３０％水溶液に
よるステキヒトサイズ度が９×（坪量／６４）² 秒以下
である普通紙インクジェット記録用紙によって解決され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は顔料を塗工しない普
通紙タイプのインクジェット記録用紙に関するものであ
り、さらに詳しくは水性インクを用いるインクジェット
記録方式において、素早いインク吸収性を持ち、インク
の滲みがなく、且つ鮮やかな発色を有し、高解像度の画
像を高速度で印字可能ならしめる安価なインクジェット
記録用紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式はインクの微小
液滴を、さまざまな吐出方式により飛翔させて紙などの
記録媒体に付着させ、画像、文字等の記録を行うもので
ある。高速、低騒音、多色化が容易であり、文字を含む
カラー画像等の記録装置として急速に改良、普及してい
る。

【０００３】このインクジェット記録方式で用いられる
記録媒体においては、インクジェットの印字濃度が高
く、色調が明るく鮮やかであること、多色のインクドッ
トが重なった場合においても、インクが流れ出したり滲
んだりしないための速いインク吸収性が求められてい
る。

【０００４】特に、最近では印字の高品質化は無論の
事、インクジェットプリンターの印字速度が一層速くな
ったために、裏移り現象が発生し易くなり、記録媒体に
は更なる速いインク吸収が求められている。

【０００５】記録媒体のインク吸収を早くするには、従
来から紙のサイズ度を下げた、所謂無サイズ紙が速いこ
とは従来から知られていたが、フェザリングと呼ばれる
インクが滲む現象が発生したり、カラー印字の鮮やかさ
に欠ける欠点があった。

【０００６】一方、フェザリングを防止したり、印字の
鮮やかさを求めようとするには、紙のサイズ度を高くす
ることが行われていたが、吸収性が劣るために裏移りが
発生したり、カラー印字の境界で色が重なり合うブリー
ドと呼ばれる現象が発生した。

【０００７】インクジェット記録用紙では、印字部に耐
水性を付与させるためにカチオン系の高分子を塗布する
場合があるが、これらの場合も同様な現象が発生する。

【０００８】このように、フェザリング、発色性と吸収
性、ブリードは相反する特性であり、従来の技術では、
最近のインクジェットプリンターの要求特性に適合する
ものは無く、フェザリング、発色性が良好で、且つ、イ
ンク吸収性、ブリードの良好な記録用紙はなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、用紙
のステキヒトサイズ度を規定することにより、フェザリ
ング、発色性が良好で、且つ、インク吸収性、ブリード
の良好なインクジェット記録用紙を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題は、水によるス
テキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上であ
り、且つ、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ−４００
試薬のポリエチレングリコールで平均分子量が４００）
の３０％水溶液によるステキヒトサイズ度が９×（坪量
／６４）² 秒以下である普通紙インクジェット記録用紙
によって解決される。

【００１１】本発明により、フェザリング、インクの発
色性が良好でありながら、且つ、インクの吸収性が速
く、ブリードも発生しない普通紙記録用紙を提供するこ
とができた。

【００１２】水によるステキヒトサイズ度とＰＥＧ−４
００の３０％水溶液によるステキヒトサイズ度を指標と
した理由は下記の通りである。

【００１３】最新のインクジェット方式プリンターに対
応する記録用紙がない理由は、インクの性状、インク吐
出量、インク吐出方式等が異なるためであり、特にイン
クの性状と記録用紙の性状が適合していないためと本発
明者らは考えている。

【００１４】ところで、インクの吸収に限らず、液体の
紙への浸透はＬｕｃａｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎ式 Ｈ² ＝Ｒγｃｏｓθｔ／２η があてはまる事が知られている。ここでＨは液体浸透深
さ、Ｒは紙の細孔半径、γは液体の表面張力、θは紙と
液体の接触角、ηは液体の粘度、ｔは時間をあらわして
いる。

【００１５】Ｌｕｃａｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎ式によると
同一の紙でもインクの表面張力、紙とインクの接触角、
インクの粘度が異なると単位時間当たりのインク吸収量
が変化することが分かる。特に紙とインクの接触角を変
化させるインクの表面張力が、吸収に大きな影響を及ぼ
し、従って、水だけによる吸収性の評価は妥当ではない
と考えられる。

【００１６】紙が異なる場合は、紙固有の空隙特性、液
体と紙の接触角を左右する紙の内添サイズ添加量、表面
サイズ塗布量によってインク吸収性が変化すると考えら
れる。

【００１７】ここで最近の市販インクジェットプリンタ
ーのインクの表面張力は0.035 〜0.060 Ｎ／ｍ（35〜60
dyne/cm ）である。又、インクの色によっても多少の違
いはあるが、特に黒インク（Ｂｋインク）の場合には他
のインク、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）よりも0.005 〜0.02Ｎ／ｍ（5 〜２０dyne/cm ）
高い場合がある。

【００１８】一方、２０℃の水の表面張力は0.072 Ｎ／
ｍ（72dyne/cm ）、20℃のＰＥＧ−４００の３０％水溶
液は約0.06Ｎ／ｍ（60dyne/cm ）である。

【００１９】水、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液でもイ
ンクジェットインクの表面張力とは異なっていて、理由
は定かではないが、水での吸収性はフェザリング、発色
性が良好なサイズ度領域を評価するのに適しており、Ｐ
ＥＧ−４００の３０％水溶液での吸収は吸収性、ブリー
ドが良好なサイズ度領域を評価するのに適している事が
検討の結果わかった。

【００２０】即ち、フェザリング、発色性が良好で、且
つ、インク吸収性、ブリードの良好なインクジェット記
録用紙を得る為には、水、ＰＥＧ−４００の３０％水溶
液によるステキヒトサイズ度で、極めて限定されるよう
な範囲の用紙とすることが必要である事が判明した。

【００２１】尚、インクジェットインクと同じ程度の表
面張力を持つものとして、エタノールの２５％水溶液が
相当する事が判明したが、この場合、液体の浸透が速す
ぎて、記録用紙の差を比べることは出来ない。

【００２２】請求項１において、水によるステキヒトサ
イズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上であり、且つ、
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ−４００）の３０％水
溶液によるステキヒトサイズ度が９×（坪量／６４）²
秒以下である普通紙インクジェット記録用紙としたの
は、以下の理由による。即ち、水によるステキヒトサイ
ズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、且つ、ＰＥＧ−
４００の３０％水溶液によるステキヒトサイズ度が９×
（坪量／６４）² 秒以下の場合には、フェザリングが生
じにくく、インク発色性も良好であり、且つ、インクの
吸収性が速く、ブリードも発生しない。

【００２３】一方、水によるステキヒトサイズ度が１５
×（坪量／６４）² 秒未満の場合は、フェザリングが生
じ易く、インクの発色性も劣る結果となる。又、ＰＥＧ
−４００の３０％水溶液によるステキヒトサイズ度が９
×（坪量／６４）² 秒より多い場合、インクの吸収性が
悪く、ブリードも発生しやすい。

【００２４】本発明の有利な一つの実施態様は、インク
ジェット印字物が耐水性を有しない、水によるステキヒ
トサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上であり、且
つ、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ−４００）の３０
％水溶液によるステキヒトサイズ度が９×（坪量／６
４）² 秒以下である普通紙インクジェット記録用紙であ
る。

【００２５】インクジェット記録用紙では、インクジェ
ット印字の耐水性付与のためにカチオン性の高分子を塗
布する場合もあるが、このような場合には、インクジェ
ットインクとカチオン性高分子の化学的相互作用がある
ためか、水、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液のステキヒ
トサイズ度で説明できない場合が有り、フェザリング、
インクの発色が良く、且つインクの吸収性が速く、ブリ
ードも発生しない場合がある。

【００２６】しかし、耐水性を付与しない普通紙インク
ジェット記録用紙の場合には、化学的相互作用は起こり
づらく、フェザリング、インクの発色性が良好でありな
がら、且つ、インクの吸収性が速く、ブリードも発生し
ないことが判明した。

【００２７】本発明に関する被記録材の好ましい別の実
施態様を具体的に説明する。

【００２８】本発明で記録用紙を形成するため、主にＬ
−ＢＫＰ、Ｎ−ＢＫＰに代表される木材パルプを使用す
る。その叩解度は特に限定されるものではないが、叩解
の程度は紙層の空隙構造を変化させ、その結果液体の浸
透性に影響を与えるため注意深く調節する必要がある。

【００２９】紙料中には紙力剤、填料、バンド、サイズ
剤、歩留まり向上剤、染料、蛍光染料等が適宜用いられ
る。

【００３０】紙力剤としては、カチオン澱粉、ポリアク
リルアマイド等が用いられる。

【００３１】填料としては炭酸カルシウム、タルク、ク
レー、合成ゼオライト、珪酸カルシウム、チタン等が用
いられる。

【００３２】サイズ剤としては填料に炭酸カルシウムを
用いる場合にはアルキルケテンダイマー、アルケニル無
水琥珀酸、中性ロジン等が用いられ、炭酸カルシウム以
外の填料では主に強化ロジン、鹸化ロジンが用いられ
る。いずれのサイズ剤を用いても、サイズ添加量が多く
なると水、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液によるステキ
ヒトサイズ度は増加するが、添加量は水のステキヒトサ
イズ度、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液による所定のス
テキヒトサイズ度を満足するように制限される。

【００３３】歩留まり向上剤はコロイダルシリカ、ポリ
アクリルアマイド、ポリエチレンイミン等が用いられ
る。

【００３４】染料、蛍光染料は紙の色相を調節するため
に添加され、直接染料、塩基性染料、酸性染料等が適宜
用いられる。

【００３５】抄紙は、上記のパルプ、填料、薬品などを
用いて、丸網、長網抄紙機、トップワイヤーの付いた長
網抄紙機等で行われる。途中、サイズプレス、ゲートロ
ール等に代表される澱粉、ポリビニルアルコール、スチ
レン−アクリル等の表面サイズ剤等の塗布液を塗布する
装置を通過させる場合もある。表面サイズ剤を塗布する
場合にもその塗布量は水のステキヒトサイズ度、ＰＥＧ
−４００の３０％水溶液による所定のステキヒトサイズ
度を満足するように制限される。

【００３６】尚、印字されたインクの耐水性を出すため
に、サイズプレス等でサイズ液を塗布する際に、染料定
着剤として知られるカチオン性の高分子を使用したり、
カチオン性の表面サイズ剤を塗布する場合も有る。

【００３７】抄紙された記録用紙はマシンカレンダー、
又はスーパーカレンダー処理によって厚みを調節される
と同時に、平滑化処理される。

【００３８】得られた記録用紙の坪量は５０ｇ／ｍ² 〜
２００ｇ／ｍ² 、厚みは５０μｍ〜２３０μｍが好まし
い。従って坪量５０ｇ／ｍ² の場合は、水によるステキ
ヒトサイズ度は９．２秒以上、且つ、ＰＥＧ−４００の
３０％水溶液によるステキヒトサイズ度は５．５秒以下
となることが必要である。同様に、坪量２００ｇ／ｍ ²
の場合は、水によるステキヒトサイズ度は１４６．５秒
以上、且つ、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液によるステ
キヒトサイズ度は８７．８秒以下となることが必要であ
る。

【００３９】以下、実施例を挙げて詳細に説明するが、
実施例における部は重量部を表し、それぞれの添加量は
固形分換算量である。これらの実施例によって本発明は
なんら制限されるものではない。

【００４０】尚、水によるステキヒトサイズ度はＪＩＳ
Ｐ−８１２２に従って測定し、ＰＥＧ−４００の３０
％水溶液による測定は、塩化第二鉄、チオシアン酸アン
モニウムをそれぞれＰＥＧ−４００の３０％水溶液に所
定量溶解した液を用いて測定した。紙の調湿は２３℃、
相対湿度５０％にて一昼夜行い、ステキヒトサイズ度の
測定も同環境で実施した。

【００４１】

【実施例】実施例１ カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）５００
ｃｃに叩解したＬ−ＢＫＰに対して、填料として軽質炭
酸カルシウムを５部（奥多摩工業製 タマパールＴＰ−
１２１）、市販の中性ロジンサイズ剤を（荒川化学工業
製 サイズパインＮＴ−８０）０．２部、硫酸バンド
０．５部を添加して紙料スラリーを調整した後長網抄紙
機を用いて抄造し、サイズプレスの塗布液として酸化澱
粉（日本食品加工製 ＭＳ＃３６００）４％、表面サイ
ズ剤としてスチレンアクリル系サイズ剤（荒川化学工業
製 ポリマロン１３４３Ｓ）０．０５％を混合した液を
塗布した。坪量は８０ｇ／ｍ² であり、サイズプレス液
の吸液量は４０ｃｃ／ｍ² であった。

【００４２】この記録用紙の水によるステキヒトサイズ
度は３５秒、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液によるステ
キヒトサイズ度は１３秒であった。

【００４３】実施例２ アルケニル無水琥珀酸（星光化学工業製 コロパールＺ
−１００Ｄ）を０．０８部、サイズ液には澱粉４％溶液
を使用した以外は実施例１と同様にして記録用紙を抄造
した。坪量は８０ｇ／ｍ² であった。

【００４４】この記録用紙の水によるステキヒトサイズ
度は２９秒、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液によるステ
キヒトサイズ度は１０秒であった。

【００４５】実施例３ サイズ液にはポリビニルアルコール（クラレ製 クラレ
ポバールＰＶＡ−１１７）２％溶液とカチオン系の表面
サイズ剤（星光化学工業製 バンドレスサイズＢＬＳ−
７２０）０．１％を使用した以外は実施例１と同様にし
て記録用紙を抄造した。坪量は８０ｇ／ｍ² であった。

【００４６】この記録用紙の水によるステキヒトサイズ
度は３０秒、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液によるステ
キヒトサイズ度は１０秒であった。

【００４７】実施例４ 紙の坪量を１５７ｇ／ｍ² とした以外は実施例１と同様
にして記録用紙を抄造した。

【００４８】この記録用紙の水によるステキヒトサイズ
度は１０２秒、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液によるス
テキヒトサイズ度は５０秒であった。

【００４９】比較例１ 中性ロジンサイズ剤を０．３部とした以外は実施例１と
同様にして記録用紙を抄造した。坪量は８０ｇ／ｍ² で
あった。

【００５０】この記録用紙の水によるステキヒトサイズ
度は４０秒、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液によるステ
キヒトサイズ度は１７秒であった。

【００５１】比較例２ 中性ロジンサイズ剤を０．１部とした以外は実施例１と
同様にして記録用紙を抄造した。坪量は８０ｇ／ｍ² で
あった。

【００５２】この記録用紙の水によるステキヒトサイズ
度は２０秒、ＰＥＧ−４００の３０％水溶液によるステ
キヒトサイズ度は８秒であった。

【００５３】これらの実施例、比較例で得られた記録用
紙の評価結果を表１に示す。

【００５４】尚、インクジェット適性の評価はキャノン
製プリンター ＢＪＳ−６００を用いてフェザリング、
インク吸収性、発色性、ブリードについて観察した。各
項目についての観察方法は次のとおりである。

【００５５】フェザリング：単色黒文字の輪郭に発生す
るひげ状の滲みを目視で評価する。

【００５６】インク吸収性：プリンター排出直後に、多
色印字による黒のベタ部を指で擦り、指にインクが付か
ない場合を良とする。

【００５７】発色性： カラー印字部の鮮やかさを
目視で評価する。

【００５８】ブリード： イエローと黒の印字境界の
滲みを目視で評価する。

【００５９】いずれも５〜１の点数で評価した。

【００６０】 ５・・優秀 ４・・良好 ３・・普通 ２・・やや不良 １・・劣る

【００６１】

【表１】 注：表中の水換算値は所定坪量時の１５×（坪量／６
４）² 秒の値 表中のPEG-400 換算値は所定坪量時の９×（坪量／６
４）² 秒の値

【００６２】

【本発明の効果】以上の実施例及び比較例から判る通
り、本発明によりフェザリング、発色性と吸収性、ブリ
ードの諸特性を両立させる普通紙インクジェット記録用
紙が提供できた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 宏長 新潟県長岡市西蔵王三丁目五番一号 北越 製紙株式会社研究所内 (72)発明者 佐藤 勤 新潟県長岡市西蔵王三丁目五番一号 北越 製紙株式会社研究所内 Ｆターム(参考） 2C056 EA04 FC06 2H086 BA02 BA21 BA42 4L055 AA03 AC06 AG12 AG41 AG47 AG48 AG50 AG63 AG64 AG71 AG89 AH01 AH12 AH13 AH37 AJ02 BB03 BE08 EA10 FA11 FA15 FA30 GA09

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水によるステキヒトサイズ度が１５×
   （坪量／６４）² 秒以上であり、且つ、ポリエチレング
   リコール（ＰＥＧ−４００）の３０％水溶液によるステ
   キヒトサイズ度が９×（坪量／６４）² 秒以下である普
   通紙インクジェット記録用紙。
2. 【請求項２】 インクジェット印字物が耐水性を有しな
   い請求項１記載の普通紙インクジェット記録用紙。