JP2003251928A

JP2003251928A - インクジェット記録媒体

Info

Publication number: JP2003251928A
Application number: JP2002059701A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ozawa; 裕司小澤; Katsuto Ota; 勝人太田; Yuji Sawa; 裕治澤; Kuniaki Takebayashi; 邦朗竹林
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2003-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】印字濃度が高くかつ、顔料インクで印字した画
像部の擦過性が良好な普通紙タイプのインクジェット記
録用紙を提供する。【解決手段】原紙に、水溶性高分子と平均粒子径１０〜
２５ｎｍのコロイダルシリカ、およびサイズ剤とを主剤
とする塗工液を塗布または含浸する。塗工液中に水溶性
高分子１００重量部に対してコロイダルシリカが５〜１
００重量部含まれる。また、水溶性高分子が、ポリビニ
ルアルコールであり、塗工液の塗布量は０．５〜５．０
ｇ／ｍ^２とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、普通紙タイプのイ
ンクジェット記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式の記録媒体は、
風合いがいわゆる上質紙・ＰＰＣ用紙に似ている普通紙
タイプ、インク受理層を有する塗工紙タイプに大別され
る。このうち、普通紙タイプのインクジェット記録媒体
は、インク受理層を設けない、または、設けたとしても
ごくわずかであるため電子写真記録方式や鉛筆、ペン等
の一般筆記にも適し、また、コスト的にも安価である。

【０００３】一般に、インクジェット記録媒体は次のよ
うな性能を備えていることが必要とされている。即ち、
第一にインク吸収性が良く、媒体表面に付着したインク
滴が速やかに紙層内部に浸透し、見かけ上乾いた状態と
なり、記録装置、他の媒体、手などの接触による汚染を
生じないこと、また、第二にインク滴が記録媒体の内部
あるいは表面に必要以上に拡散浸透し、インク滴により
記録されるドットが大きくなりすぎたり、歪な形状にな
らないことである。

【０００４】また、顔料インクによるインクジェット記
録の場合、色材である顔料が特定の大きさを有している
ため、記録媒体内部に充分浸透せず、印字部をこすった
ときにインクの顔料が脱落する（擦過性不良）という問
題が発生する。逆に、インクの顔料が記録媒体内に深く
浸透した場合、擦過性は向上するが印字濃度が低くなる
という問題があった。このため、顔料インクでインクジ
ェット記録をした場合においては、印字部の擦過性が優
れるとともに、充分な印字濃度が得られることが必要と
される。

【０００５】近年、普通紙タイプのインクジェット記録
媒体の用途は広がりつつあり、普通紙タイプであって
も、塗工紙タイプに匹敵する高画質の印字が可能なもの
が求められるようになってきた。普通紙タイプのインク
ジェット記録媒体において、高画質な印字を得る手段と
して、特開平８−２１６５０５号公報には、セルロース
パルプを主成分とする原紙に、スチレンアクリル系共重
合樹脂を含んだ溶液を塗布することで、フェザーリング
及び印字ベタ部の濃度むらを少なくしたインクジェット
記録媒体が開示されている。さらに、特開平２−１８８
２８７号公報には微粒子無水シリカ及びカチオン性ポリ
マーを混合した塗料を塗布または含浸してなるインクジ
ェット記録シートが開示されている。しかしながら、こ
れらのインクジェット記録媒体では、印字濃度が高くか
つ顔料インクで印字した画像部の擦過性が高いものは得
られなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は上記従来の問題点を解決し、印字濃度が高くかつ、顔
料インクで印字した画像部の擦過性が良好な普通紙タイ
プのインクジェット記録用紙を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らが上記目的を達
成するために研究を行った結果、水溶性高分子と平均粒
子径が１０〜２５ｎｍのコロイダルシリカ、及びサイズ
剤を主剤とする塗工液を含浸あるいは塗工することによ
り、顔料インクでの記録画像部において擦過性が良好で
あり、かつ印字濃度が高い良好なインクジェット記録媒
体を得られることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００８】さらに、前記塗工液中に水溶性高分子１０
０重量部に対してコロイダルシリカが５〜１００重量部
以上含むこと、塗工液の塗布量を０．５〜５．０ｇ／ｍ
^２とすることでより、普通紙の風合いを維持し、インク
ジェット多色記録における異なる色の境界部のにじみ
（ブリーディング）と紙表面の繊維に沿って生じるひげ
状のにじみ（フェザーリング）のバランスに優れかつ印
字濃度が高い高品質な画像を得ることが可能となる。ま
た、水溶性高分子が、ポリビニルアルコールであるとさ
らに印字濃度を高くすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明をさらに詳しく説明す
る。本発明に用いられる原紙とは木材セルロース繊維を
原料とする未塗工の紙であり、この紙は抄紙用パルプを
主体として構成される。抄紙用パルプとしてはＬＢＫ
Ｐ、ＮＢＫＰ等の化学パルプや、ＧＰ、ＴＭＰ等の機械
パルプ及び古紙パルプが挙げられるが、本発明は特にこ
れらに限定されるものではなく、また、これらは必要に
応じて単独または併用して用いることができる。

【００１０】更に、原紙中に内添する填料やサイズ剤、
紙力増強剤等の各種内添薬品についても特に限定される
ものではなく、公知の填料及び各種内添薬品の中から適
宜選択して使用することが出来る。また、必要に応じて
消泡剤、ｐＨ調整剤、色相を調整するための染料や有色
顔料、視覚的白さを向上させるための蛍光染料等を内添
することも出来る。

【００１１】本発明の塗工液に用いる水溶性高分子と
は、水に溶解可能で、被膜性がある樹脂であればいずれ
を用いても良い。具体的にはデンプン、酸化デンプン、
リン酸エステル化デンプン、カチオン化デンプン、完全
ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルア
ルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、シラノ
ール変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニ
ルアルコール、カゼインなどをあげることができる。印
字濃度が高くなる点で、ポリビニルアルコール、または
その変性物を用いることが好ましい。

【００１２】本発明におけるコロイダルシリカは、コロ
イドの大きさ（平均粒子径１０〜２５ｎｍ）のシリカで
あり、通常は、水性の液体中に安定に分散した形態で供
給される。コロイダルシリカの水性分散体は、粒子の表
面にシラノール基と水酸基の陰イオンが存在する無水ケ
イ酸の超微粒子をコロイド溶液とし、酸化ナトリウムに
よって安定化させたものである。コロイダルシリカは、
粒子径の異なる二種類以上を併用してもよいし、塩基性
成分または酸性成分を加え、適宜ｐＨを調整することも
できる。市販のコロイダルシリカとしては、日産化学社
製「スノーテックス」、デュポン社製「ルドックス」、
触媒化学社製「カタロイド」、旭電化工業社製「アデラ
イト」等が挙げられる。

【００１３】本発明で用いるコロイダルシリカの平均粒
子径は、１０〜２５ｎｍであることが必要であり、塗工
液中、また基紙のパルプ繊維表面においても凝集するこ
となく前記粒子径を保っていることが好ましい。好まし
い平均粒子径は１５〜２５ｎｍである。コロイダルシリ
カの平均粒子径が１０ｎｍより小さいと顔料インクで印
字した画像部の擦過性が低下する。これは、水溶性高分
子の乾燥皮膜にできる、コロイダルシリカにより形成さ
れた空隙が小さく、顔料インク中の色剤を保持すること
ができないためであると考えられる。また、平均粒子径
が４０ｎｍより大きい場合も、画像部の擦過性が低下す
る。これは、コロイダルシリカの平均粒子径が大きい
と、水溶性高分子の乾燥被膜にできる空隙が大きくなり
過ぎるため、空隙に顔料インクの色剤を保持することが
困難になるためであると考えられる。なお、コロイダル
シリカの平均粒子径は、動的光散乱法で測定するとが可
能である。

【００１４】本発明の塗工液を構成する水溶性高分子と
コロイダルシリカの配合比は、水溶性高分子１００重量
部に対してコロイダルシリカが５重量以上であることが
望ましく、更に望ましくは１０重量部〜１００重量部の
範囲であることが好ましい。水溶性高分子１００重量部
に対するコロイダルシリカの配合比が５重量部より少な
いとその効果は発現されず、また、ブリーディングが悪
くなる傾向にある。コロイダルシリカの配合比が多い場
合は、フェザーリングが悪くなる傾向にあり、又、断裁
時に粉落ちが発生する懸念がある。

【００１５】本発明の塗工液に含まれるサイズ剤は、公
知のサイズ剤を用いることが可能である。例えば、スチ
レン−アクリル系サイズ剤、アクリルオレフィン系サイ
ズ剤、マレイン酸系サイズ剤、シリコーン撥水剤、フッ
素系撥水剤など特に制限はされるものではない。

【００１６】本発明において、サイズ剤の種類や配合量
はコロイダルシリカや水溶性高分子の種類、配合比率、
塗工液の塗布量によって適宜選択されるため、特に制限
しないが、良好なインクジェット適性、すなわち、印字
濃度が高くフェザーリング、ブリーディングとも小さい
インクジェット記録媒体を得るためには、インクジェッ
ト記録媒体のステキヒトサイズ度(秒)／坪量(ｇ／ｍ^２)
^２×１０００の値が１〜１０であることが望ましく、さ
らに望ましくは３〜８である。１より小さいと、インク
の浸透速度が大きく、インクが原紙内部まで浸透し、印
字濃度が低下する。また、記録媒体表面のインクの広が
りが大きくなり、フェザーリングが大きくなる。１０を
超えるとインクの浸透速度が遅くなり、表面にインク滴
が長くとどまる。このため、多色記録の場合、記録媒体
表面で異なる色のインク滴が混ざり合い、ブリーディン
グが大きくなる。ここで、ステキヒトサイズ度は水性イ
ンクの吸収性を評価する物性であるが、記録媒体の坪量
の２乗に比例して増加するため、ステキヒトサイズ度を
坪量の２乗で除すことにより正確に吸収性を比較するこ
とができる。

【００１７】上記の塗工液には、染料、保水剤、耐水化
剤、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、潤滑剤、防腐
剤、界面活性剤、導電剤など一般に使用されている添加
剤を含有していてもよい。

【００１８】また、本発明のインクジェット記録媒体
は、上記の塗工液を片面０．５〜５．０ｇ／ｍ^２となる
よう塗布することで充分な効果が発現する。この範囲の
塗布量であれば、普通紙の風合いに近い記録媒体を得る
ことができる。また、塗布量が小さいと、紙表面にイン
クを保持することができず、印字濃度が低下する傾向が
ある。一方、塗布量が大きすぎると普通紙の風合いが得
られないだけでなく、インク吸収能力が過剰になり、印
字濃度が低下する傾向がある。

【００１９】本発明により、顔料インクで印字した場合
において、擦過性が良好であり、かつ印字濃度が高い良
好なインクジェット記録媒体を得られる。この理由は定
かでないが、サイズ剤を配合することで記録媒体上での
インクの横方向の広がりを抑えることができ、印字濃度
が向上する。一方、平均粒子径が１０〜２５ｎｍのコロ
イダルシリカによって、水溶性高分子皮膜に適切な大き
さの空隙が形成され、この空隙に顔料インク中の色剤が
物理的に定着して擦過性が向上すると考えられる。さら
に、水溶性高分子自体が持つ膨潤性と水溶性高分子皮膜
の空隙によって、顔料インク中の溶剤等を記録媒体に充
分保持することができ、インク吸収性が向上する。

【００２０】本発明のインクジェット記録媒体は、上記
に記載した水溶性高分子と平均粒子径１０〜２５ｎｍの
コロイダルシリカ、およびサイズ剤とを含む塗工液を原
紙に含浸し乾燥する方法、あるいは原紙表面に塗布した
後に乾燥する方法により製造することができる。含浸方
法、塗工方法ともに公知の方法が使用できる。例えば、
含浸方法としては、含浸式サイズプレス装置を用いるこ
とができ、原紙表面に塗布する方法としては、各種ブレ
ードコーター、ロールコーター、エアーナイフコータ
ー、バーコーター、カーテンコーター、グラビアコータ
ー、ゲートロールコーター等の公知の塗工装置を用いる
ことができる。

【００２１】乾燥方法としては例えば、蒸気加熱ヒータ
ー、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒーター、熱
風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライ
ヤー等の通常の方法が行われ、乾燥後は必要に応じて、
後加工であるスーパーカレンダー、ソフトカレンダー等
の仕上げ工程によって平滑性を付与することが可能であ
る。その他、一般的な紙加工手段はいずれも可能であ
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、顔料インクで印字した
場合において、擦過性が良好であり、かつ印字濃度が高
い良好なインクジェット記録媒体を得ることができる。
また、普通紙の風合いを保っているため、電子写真記録
方式や鉛筆等を用いる一般筆記にも用いることができ
る。

【００２３】

【実施例】以下、例を挙げる事により本発明の特徴をよ
り一層明確なものとするが、本発明は以下の実施例に限
定されるものではない。実施例中の部、％は特に断らな
い限り固形分の重量部、重量％とする。・原紙の作製広葉樹漂白クラフトパルプ（濾水度３５０ｍｌｃｓｆ）
からなるパルプスラリー１００部に対して、填料として
炭カル８部、内添サイズ剤０．０５部（サイズパインＳ
Ａ−８６２：荒川化学社製の商品名）、カチオンデンプ
ン０．５部を添加して、ツインワイヤー型の抄紙機で抄
造乾燥し、マシンカレンダー仕上げをして、坪量７２ｇ
／ｍ^２の原紙を作製した。

【００２４】（実施例１）上記により作製した原紙に、
ＰＶＡ（ＰＶＡ１１７、クラレ製）３％、平均粒子径１
５ｎｍのコロイダルシリカ（スノーテックス３０、日産
化学製）１．５％、サイズ剤（ポリマロンＫＢ、荒川化
学製）０．２％含有する塗工液を乾燥固形分で１.５ｇ
／ｍ^２となるように、基材への付着量を適宜調整してサ
イズプレス装置を用いて、含浸塗工、乾燥して実施例１
のインクジェット記録媒体を作製した。

【００２５】（実施例２）実施例１と同様の原紙に、Ｐ
ＶＡ（ＰＶＡ１１７、クラレ製）２％、平均粒子径１０
ｎｍのコロイダルシリカ（スノーテックスＳ、日産化学
製）１．５％、サイズ剤（ポリマロンＫＢ、荒川化学
製）０．２％を含有する塗工液を乾燥固形分で１.５ｇ
／ｍ^２となるように、基材への付着量を適宜調整してサ
イズプレス装置を用いて、含浸塗工、乾燥して実施例２
のインクジェット記録媒体を作製した。（実施例３）実施例１と同様の原紙に、ＰＶＡ（ＰＶＡ
１１７、クラレ製）２％、平均粒子径２５ｎｍのコロイ
ダルシリカ（アデライトＡＴ５０、旭電化製）１．５
％、サイズ剤（ポリマロンＫＢ、荒川化学製）０．２％
を含有する塗工液を乾燥固形分で１.５ｇ／ｍ^２となる
ように、基材への付着量を適宜調整してサイズプレス装
置を用いて、含浸塗工、乾燥して実施例２のインクジェ
ット記録媒体を作製した。

【００２６】（比較例１）実施例１と同様の原紙に、Ｐ
ＶＡ（ＰＶＡ１１７、クラレ製）３％、サイズ剤（ポリ
マロンＫＢ、荒川化学製）０．２％を含有する塗工液を
乾燥固形分で１.５ｇ／ｍ^２となるように、樹脂の濃度
および基材への付着量を適宜調整してサイズプレス装置
を用いて、含浸塗工、乾燥して比較例１のインクジェッ
ト記録媒体を作製した。

【００２７】（比較例２）実施例１と同様の原紙に、Ｐ
ＶＡ（ＰＶＡ１１７、クラレ製）２％、平均粒子径４５
ｎｍのコロイダルシリカ（スノーテックス２０Ｌ、日産
化学製）１．５％、サイズ剤（ポリマロンＫＢ、荒川化
学製）０．２％を含有する塗工液を乾燥固形分で１.５
ｇ／ｍ^２となるように、基材への付着量を適宜調整して
サイズプレス装置を用いて、含浸塗工、乾燥して実施例
３のインクジェット記録媒体を作製した。

【００２８】実施例１〜３および比較例１、２で得られ
たインクジェット記録媒体について、下記のように印字
濃度、擦過性の評価を行った。結果は表１の通りであ
る。（印字濃度）プリンター（ＢＪ−Ｓ６００：キヤノン
製、黒顔料インク使用）でべた印字（黒、シアン、マゼ
ンタ、イエロー）し、２４時間後にその印字濃度をマク
ベス濃度計（ＲＤ９１８）で測定した。

【００２９】（擦過性）プリンター（ＢＪ−Ｓ６００、
キヤノン製）で黒色文字（明朝体１２ポイント）を１行
印字し、印字直後に堅牢度試験機（「摩擦試験機ＦＲ
−２」：スガ試験機製の商品名）を使用し、ＪＩＳＰ
８１３６に従って、印字画像部とその用紙の裏面とが重
なる状態で１００回擦った後の、印字画像部の汚れの状
態を目視判定した。評価基準として、◎は汚れが少なく
良好、○は若干汚れが見られる、△は汚れが見られ文字
が読みづらくなりやや不良、×は汚れが大きく文字が読
みとれず不良を示す。○以上であれば問題なく使用でき
る

【００３０】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者澤裕治東京都北区王子５丁目21番１号日本製紙株式会社商品研究所内 (72)発明者竹林邦朗東京都北区王子５丁目21番１号日本製紙株式会社商品研究所内Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FC06 2H086 BA15 BA21 BA33 BA35 BA37 BA45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原紙に、水溶性高分子と平均粒子径１０〜
２５ｎｍのコロイダルシリカ、およびサイズ剤とを主剤
とする塗工液を塗布または含浸したインクジェット記録
媒体であることを特徴とする普通紙タイプのインクジェ
ット記録媒体。
【請求項２】前記塗工液中に水溶性高分子１００重量部
に対してコロイダルシリカが５〜１００重量部含まれて
いることを特徴とする請求項1のインクジェット記録媒
体。
【請求項３】水溶性高分子が、ポリビニルアルコールで
ある請求項１または請求項２に記載されたインクジェッ
ト記録媒体。
【請求項４】塗工液の塗布量が０．５〜５．０ｇ／ｍ^２
である請求項１〜３のいずれかに記載されたインクジェ
ット記録媒体。