JP2006062300A - インクジェット記録用紙 - Google Patents

Abstract

【課題】 顔料インクの吸収性、定着性及び色再現性に優れるとともに、高光沢でかつ印字部と白紙部の光沢差の少ないインクジェット記録用紙を提供する。
【解決手段】 基材上に少なくとも一層のインク受理層を有し、最表層をキャストドラムに圧着して乾燥させて光沢調としたインクジェット記録用紙において、最表層に、顔料としてシリカを、バインダーとしてシラノール変性した熱可塑性非水溶性樹脂を含有させている。シリカは、平均一次粒子径が５０〜３００ｎｍ、熱可塑性非水溶性樹脂は、アクリル、ウレタン、スチレン−ブタジエン、エチレン酢酸ビニルの内の１又は２以上の組み合わせから成り、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５〜５０℃のものを適用し、最表層の塗工量を１〜１５ｇ／ｍ² とするのが好適である。

Description

本発明はインクジェット記録用紙に関し、特に顔料インクを用いたインクジェット記録方式に好適に供することができるインクジェット記録用紙に関するものである。

インクジェット記録方式は、種々の作動原理によりインクの微小液滴を飛翔させてインクジェット記録用紙などに付着させ、画像・文字などの記録を行うものであり、高速、低騒音、多色化が容易、記録パターンの融通性が大きい、現像−定着が不要などの長所があり、各種文字・図形及びカラー画像などの記録装置として種々の用途において急速に普及している。また、従来そのインクは水性染料インクが主流を占めてきたが、記録された画像の耐水性、耐光性が劣るという問題があるため、近年は顔料を分散した顔料インクの使用が拡大している。

また、近年は、デジタルカメラの急速な普及に伴ってインクジェット記録用紙の需要が大きく伸びており、その中で顔料インクに対応した光沢調のインクジェット記録用紙の提供が望まれている。しかし、従来の高光沢を有するキャスト塗工されたインクジェット記録用紙に対して顔料インクを使用した場合には、顔料が塗工層の表面に残留し、「擦過」によって顔料が剥がれ落ちるという問題があり、顔料インクの定着性及び色再現性に優れ、かつ印字部と白紙部の光沢差の少ない光沢調インクジェット記録用紙は実現されていなかった。

なお、顔料インクの定着性を有しかつ光沢に優れたインクジェット記録用紙として、支持体上に、インク受理層とキャストドラムにて圧着乾燥させた光沢発現層を設けてなり、そのインク受理層は炭酸カルシウムなどの顔料とガラス転移温度（Ｔｇ）が２０℃以上の水性ポリウレタン樹脂から成る接着剤にて構成し、光沢発現層は、シリカなどの顔料とアクリル樹脂などのバインダーにて構成したものが知られている（特許文献１参照。）。
特開２００１−２６０５２３号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のインクジェット記録用紙では、インク受理層を特徴的な構成としているが、最表層の光沢発現層は一般的な構成であるため、顔料インクの吸収性、定着性と光沢調の両者を十分に満たすことはできないという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、顔料インクの吸収性、定着性及び色再現性に優れるとともに、高光沢でかつ印字部と白紙部の光沢差の少ないインクジェット記録用紙を提供することを課題とする。

本発明のインクジェット記録用紙は、基材上に少なくとも一層のインク受理層を有し、最表層をキャストドラムに圧着して乾燥させて光沢調としたインクジェット記録用紙において、最表層に、顔料としてシリカを、バインダーとしてシラノール変性した熱可塑性非水溶性樹脂を含むものである。

このように最表層に、顔料としてシリカを、バインダーとしてシラノール変性した熱可塑性非水溶性樹脂を用いることにより、顔料インクの吸収性、定着性及び色再現性に優れた特性が得られる。その具体的なメカニズムの詳細は不明であるが、顔料のシリカとシラノール変性した熱可塑性非水溶性樹脂から成るバインダーが結着し易く、乾燥後に顔料インクを吸収するための空隙構造を保持した塗膜が構成されるものと考えられ、また水溶性樹脂を使用した場合には、顔料インクが着弾したときに樹脂が膨潤して空隙を埋めてしまうことがあるが、非水溶性の樹脂としたことで、耐水性があり、空隙構造を保持できるものと考えられる。また、最表層がシリカと樹脂バインダーを含み、キャストドラムに圧着して乾燥させて構成しているので、高光沢でかつ印字部と白紙部の光沢差の少ないインクジェット記録用紙を得ることができる。

また、シリカの平均一次粒子径が５０〜３００ｎｍであると、顔料インクを吸収して定着するのに適した大きさの空隙構造が形成され易く、また高光沢でかつ印字部と白紙部の光沢差の少ない白紙光沢を得ることができる。

また、熱可塑性非水溶性樹脂は、アクリル、ウレタン、スチレン−ブタジエン、エチレン酢酸ビニルの内の１又は２以上の組み合わせから成るものが好適である。

また、熱可塑性非水溶性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を、５〜５０℃として、キャストドラムへの圧着乾燥することにより、インク吸収性と定着性を確保しつつ光沢面の強度と質感低下を確保できる。即ち、Ｔｇが５℃より低いと光沢度は高くなるがインク吸収性が悪く、表面にインクが溢れてしまい、インクの定着性が損なわれ、５０℃を越えると塗膜強度は高くなるが、キャストドラムへの圧着乾燥時に表面に視認できるほどのクラックが発生して質感を損なうことになる。

また、最表層の塗工量を５〜１５ｇ／ｍ² とすることにより、所要の白紙光沢度を確保することができる。

また、ＪＩＳ Ｚ８７４１に規定する６０°白紙光沢度が３５％以上となるようにすると、デジタルカメラによる画像の印刷に好適である。

本発明によれば、最表層に、顔料としてシリカを、バインダーとしてシラノール変性した熱可塑性非水溶性樹脂を含むことにより、顔料インクの吸収性、定着性及び色再現性に優れた特性が得られ、またシリカと熱可塑性非水溶性樹脂を含む最表層をキャストドラムに圧着して乾燥させて構成しているので高光沢で、かつ印字部と白紙部の光沢差の少ないインクジェット記録用紙を得ることができる。

以下、本発明のインクジェット記録用紙の実施形態について、詳細に説明する。

本発明のインクジェット記録用紙は、基材上に少なくとも一層のインク受理層を有し、最表層をキャストドラムに圧着して乾燥させて光沢調としたものである。

基材としては、デジタルカメラの画像などの高精細度の画像を印字する場合は、パルプ原料としてＬＢＫＰのみを主原料とするものが好適であるが、必要に応じてＮＢＫＰを配合しても良い。また、その他に各種用途に応じて、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、ＤＩＰなどの古紙パルプなどを配合することもできる。そして、これらのパルプ原料に対して公知の顔料を添加し、さらにバインダー、サイズ剤、定着剤、歩留り向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤などの各種添加剤を１種以上用いて混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機などの各種装置で抄造された原紙が用いられる。さらに、この原紙に澱粉、ポリビニールアルコールなどでのサイズプレスやアンカーコート層を設けた原紙や、それらの上にコート層を設けたアート紙、コート紙、キャストコート紙などの塗工紙を用いることもできる。このような原紙や塗工紙に、そのままインク受理層を設けても良いし、平坦化をコントロールする目的で、マシンカレンダー、ＴＧカレンダー、ソフトカレンダーなどのカレンダー装置を使用しても良い。

インク受理層には、顔料として湿式シリカなどのシリカが好適に用いられる。具体例としては、株式会社 トクヤマ製の「ファインシールＸ４５」などが好適に用いられる。なお、必要に応じて、その他の顔料として、炭酸カルシウムやクレイなどを添加することもできる。また、バインダーとしてポリビニールアルコールやカチオン化樹脂などが好適に用いられる。具体例としては、住友化学社製のカチオン化樹脂「ＳＲ１００１」などが好適に用いられる。なお、その他に、例えばシラノール変性ポリビニールアルコール、酢酸ビニル、酸化澱粉、エーテル化澱粉、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などのセルロース誘導体、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、シリル変性ポリビニルアルコールなど；無水マレイン酸、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体などの共役ジエン系共重合体ラテックス；アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重合体または共重合体などのアクリル系重合体ラテックス；或いはこれらの各種重合体のカルボキシル基などの官能基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス；メラミン樹脂、尿素樹脂などの熱硬化合成樹脂系などの水性接着剤；ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂などの合成樹脂系接着剤を一種以上、単独であるいは混合して用いることもできる。

光沢発現層となる最表層には、顔料として、平均一次粒子径が５０〜３００ｎｍのコロイダルシリカなどのシリカが用いられる。具体例としては、日産化学工業社製のコロイダルシリカ「スノーテックスＺＬ」、「スノーテックスＸＬ」、「ＭＰー３０４０」、「ＭＰー４５４０」などが好適に用いられる。また、この顔料に組み合わせるバインダーとして、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５〜５０℃のシラノール変性した熱可塑性非水溶性樹脂、例えばシラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体など、アクリル、ウレタン、スチレン−ブタジエン、エチレン酢酸ビニルの内の１又は２以上の組み合わせから成るものが好適に用いられる。なお、その他に、ポリエチレングリコール、カチオン性水溶性樹脂、ポリエチレン樹脂などを必要に応じて添加しても良い。

基材上に最表層の光沢発現層を含めて各インク受理層を形成する方法としては、基材の表面に、各インク受理層の塗工量が５〜１５ｇ／ｍ² 程度となるようにブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、コンマダイレクトコーター等の各種公知の塗工装置で塗工した後、乾燥するのが好適である。その後、表面を温水で湿潤させた後クロムメッキ加工したキャストドラムに圧着させて乾燥することで最表層に光沢を付与する。このようにして光沢付与層を形成することで、インクジェット記録用紙の６０°白紙光沢度（ＪＩＳ Ｚ ８７４１）３５％以上が確保される。

次に、本発明のいくつかの実施例と比較例を説明する。

（実施例１）
基材：
ＬＢＫＰ１００重量部に対し、硫酸バンド／サイズ剤／タルクを３０／１０／１０重 量部を配合、長網抄紙機にて抄造、紙面に澱粉を塗工した
塗料１（インク受理層）：
シリカファインシールＸ４５（湿式シリカ トクヤマ社製） １００部
ＰＶＡ１１７（ＰＶＡ水溶液 重合度１７００ クラレ社製） ５５部
ＳＲ１００１（カチオン化樹脂：住友化学社製） １０部
を用い、ホモジナイザーにて湿式シリカを固形分が１８％となるように分散後、各薬 品を順次添加混合し、混合液全体が１７％となるように蒸留水で希釈した
塗料２（最表層、光沢発現層）：
スノーテックスＺＬ（コロイダルシリカ
平均一次粒子径８０ｎｍ 日産化学工業社製） １００部
ＰＥＧ（ポリエチレングリコール 分子量２００ 東邦化学工業社製） １０部
ポリフィックス７００（カチオン性水溶性樹脂 昭和高分子社製） ５部
ＳＮ２８７（ポリエチレン樹脂 サンノプコ社製） １部
シラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体（Ｔｇ＝２０℃） １２部
を用い、ラボスターラーにて各薬品を混合し、混合液全体が２２％となるように蒸留 水で希釈した
以上の基材上に塗料１、塗料２の順に絶乾塗工量を１０ｇ／ｍ² づつワイヤーバーで塗工し、乾燥し、塗被紙を得た。その後、塗被紙の塗工面を９０℃の温水で濡らし、表面をクロムメッキしたキャストドラムに圧着乾燥させ、インクジェット記録用紙を得た。

（実施例２）
塗料２で混合するシラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体として、Ｔｇが５℃のものを使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例３）
塗料２で混合するシラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体として、Ｔｇが５０℃のものを使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例４）
塗料２で混合するコロイダルシリカとして、ＭＰ−３０４０（平均一次粒子径３００ｎｍ 日産化学工業社製）を使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例５）
塗料２で混合するコロイダルシリカとして、スノーテックスＸＬ（平均一次粒子径５０ｎｍ 日産化学工業社製）を使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例６）
塗料２の絶乾塗工量を５ｇ／ｍ² とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例７）
塗料２の絶乾塗工量を１５ｇ／ｍ² とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例８）
塗料２で混合するシラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体として、Ｔｇが０℃のものを使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例９）
塗料２で混合するシラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体として、Ｔｇが６０℃のものを使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例１０）
塗料２で混合するコロイダルシリカとして、スノーテックス（平均一次粒子径４０ｎｍ 日産化学工業社製）を使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例１１）
塗料２で混合するコロイダルシリカとして、ＭＰー４５４０（平均一次粒子径４４０ｎｍ 日産化学工業社製）を使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例１２）
塗料２の絶乾塗工量を４ｇ／ｍ² とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（実施例１３）
塗料２の絶乾塗工量を１７ｇ／ｍ² とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

（比較例１）
塗料２で混合するシラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体に代えて、シラノール変性ポリビニルアルコールＲ１１３０（クラレ）水溶液を使用した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

以上の実施例１〜１３及び比較例１のインクジェット記録用紙に、プリンタ（ＰＸ−Ｖ６００ セイコーエプソン社製）で、その純正インク（水性の顔料インク）を用いて印字後、６０°白紙光沢度、印字部光沢度と白紙光沢度の光沢差、顔料インクの定着性、及び発色濃度について評価を行った。

白紙光沢度の評価は、ＪＩＳ Ｐ ８１４２による紙及び板紙の６０°鏡面光沢度試験方法に準じた。

印字部光沢度と白紙光沢度の光沢差の評価は、ＫＣＭＹ１００％ベタ印刷部の印字部光沢度（ＪＩＳ Ｚ ８７４１による鏡面光沢度試験方法に準拠）と上記白紙光沢度との差の最大値で評価し、◎（光沢差最大値が５％未満）、○（光沢差最大値が１５％未満）、△（光沢差最大値が１５％以上２０％未満）、×（光沢差最大値が２０％以上）と評価した。

顔料インクの定着性の評価は、印刷後５秒後にティッシュにて印刷部を擦り、剥がれたインク量を目視し、◎（ティッシュにインクが全く付着しなかった）、○（ティッシュにインクが若干付着するが、画像に変化なし）、△（ティッシュにインクが若干付着するが、画像が品質が低下する程度で、画像が見えなくなるほどでない）、×（画像が見えなくなる程度にインクが剥がれる）と評価した。

発色濃度の評価は、マクベス反射濃度計により測定し、◎（ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの印字濃度の合計が４．８０以上）、○（同印字濃度の合計が４．７０以上、４．８０未満）、△（同印字濃度の合計が４．６０以上、４．７０未満）、×（同印字濃度の合計が４．６０未満）と評価した。

上記実施例１〜１３及び比較例１について、塗料２に適用した樹脂と、そのガラス転移温度（Ｔｇ）と、シリカの平均一次粒子径と、最表層の塗工量、及び上記評価結果を表１に示した。

表１において、塗料２に適用した樹脂がシラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体（非水溶性樹脂）から成る実施例１〜１３は白紙光沢度が３０％以上で、発色濃度の評価が×となっていないのに対して、シラノール変性ＰＶＡ（水溶性樹脂）から成る比較例１では白紙光沢度が１２％と低く、顔料インク定着性も△とあまり良好でなく、発色濃度が×と不良で、しかも表面にクラックが発生し、全体的な評価は不良となった。

また、塗料２に適用した樹脂がシラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体のＴｇが５〜５０℃、シリカの平均１次粒子径が５０〜３００ｎｍ、最表層の塗工量が５〜１５ｇ／ｍ² の範囲として、実施例１〜７では白紙光沢度が３５％以上で、光沢度差、顔料インク定着性、及び発色濃度の何れについても良好な評価が得られた。

一方、シラノール変性スチレン−アクリル酸共重合体のＴｇが０℃と低い実施例８では、白紙光沢度が６５％と非常に高くなる結果その分光沢度差が大きくなってしまうとともに顔料インク定着性が若干劣り、Ｔｇが６０℃と高い実施例９では顔料インクの定着性が若干劣るとともに、表面にクラックが発生する傾向が認められ、シリカの平均１次粒子径が４０ｎｍと小さい実施例１０では発色濃度が若干劣り、４４０ｎｍと大きい実施例１１でも発色濃度が若干劣り、塗工量が４ｇ／ｍ² と少ない実施例１２では光沢度差及び発色濃度が若干劣り、塗工量が１７ｇ／ｍ² と多い実施例１３では光沢度差が若干劣る評価となった。

Claims (6)

1. 基材上に少なくとも一層のインク受理層を有し、最表層をキャストドラムに圧着して乾燥させて光沢調としたインクジェット記録用紙において、最表層に、顔料としてシリカを、バインダーとしてシラノール変性した熱可塑性非水溶性樹脂を含むことを特徴とするインクジェット記録用紙。
2. シリカは、平均一次粒子径が５０〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録用紙。
3. 熱可塑性非水溶性樹脂は、アクリル、ウレタン、スチレン−ブタジエン、エチレン酢酸ビニルの内の１又は２以上の組み合わせから成ることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録用紙。
4. 熱可塑性非水溶性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、５〜５０℃であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェット記録用紙。
5. 最表層の塗工量が５〜１５ｇ／ｍ² であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインクジェット記録用紙。
6. ＪＩＳ Ｚ８７４１に規定する６０°白紙光沢度が３５％以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクジェット記録用紙。