JP2006130694A - Coating liquid for inkjet recording paper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク吸収速度が速く、なおかつ高い接着強度を有するインクジェット記録紙を作製するために使用されるインクジェット記録紙用塗工液に関する。 The present invention relates to a coating liquid for ink jet recording paper used for producing ink jet recording paper having a high ink absorption rate and high adhesive strength.
インクジェット記録方式は、微細なインク滴を飛翔させて記録紙上に画像形成させるものであり、飛翔させるインクの色やその濃度を変えることにより、フルカラー化が容易で、銀塩写真に迫る高画質を簡便に得る方法として普及している。近年、さらに適応範囲を広げるために印刷速度を向上させる試みがなされている。 Inkjet recording is a method in which fine ink droplets are ejected to form an image on recording paper. By changing the color and density of the ink to be ejected, it is easy to achieve full color and high image quality close to that of silver salt photography. It is widespread as a simple method to obtain. In recent years, attempts have been made to improve the printing speed in order to further expand the applicable range.
インクジェット記録紙は、紙などの支持体の片面又は両面に、インク吸収を目的としたインク受理層である塗工層が形成されており、その塗工層の構成成分は、主にインクを吸収する素材であるインクジェット記録紙用填料(以下、単に填料ともいう。)よりなる塗工層形成材料及び有機バインダーである。 Inkjet recording paper has a coating layer that is an ink receiving layer for the purpose of absorbing ink formed on one or both sides of a support such as paper, and the constituent components of the coating layer mainly absorb ink. A coating layer forming material and an organic binder made of a filler for ink jet recording paper (hereinafter also simply referred to as a filler).
インクジェット記録紙は塗工層形成材料と有機バインダーとを混合して得られる塗工液を、支持体上に塗布・乾燥させて作製されている。この塗工層形成材料としては、湿式シリカ及び乾式シリカなどが使用されている。 The ink jet recording paper is produced by applying and drying a coating liquid obtained by mixing a coating layer forming material and an organic binder on a support. As this coating layer forming material, wet silica and dry silica are used.
一般に、高速での印刷を必要とする場合には、一次粒子が強固に凝集した湿式シリカ粉末が使用されることが多い。即ち、湿式シリカ粉末を使用することにより、塗工層には塗工液の乾燥時に形成される凝集粒子間の比較的大きな空隙と凝集粒子内の微細な細孔とを存在させることができる。そして、印刷時に飛翔したインクは速やかにかかる凝集粒子間の空隙に吸収され、その後、徐々にインクが凝集粒子内部の細孔に拡散し、保持され画像形成が終了する。 In general, when high-speed printing is required, wet silica powder in which primary particles are strongly aggregated is often used. That is, by using the wet silica powder, the coating layer can have relatively large voids between the agglomerated particles formed during drying of the coating liquid and fine pores in the agglomerated particles. The ink flying at the time of printing is quickly absorbed in the gaps between the aggregated particles, and then the ink gradually diffuses and is retained in the pores inside the aggregated particles, thereby completing the image formation.
このため塗工層中に凝集粒子間の空隙が形成しやすい湿式シリカ粉末を使用したインクジェット記録紙はインク吸収速度が速いと言う特徴がある。 For this reason, an ink jet recording paper using wet silica powder that easily forms voids between aggregated particles in the coating layer is characterized by a high ink absorption rate.
一方、高速でインクジェット印刷を行なうためには、インクジェット記録紙を素早く搬送することが必要であるが、紙面の塗工層における接着強度が低い場合には、インクジェット記録紙の搬送時に、塗工層の一部が脱落し、更に、この脱落した粉がプリンターの搬送ロールに付着して搬送ロールが滑りやすくなり、紙送りがスムーズに出来なくなる場合がある。このようなことから、搬送時の塗工層の脱落のない、言い換えれば、塗工層と基材或いは、塗工層内における填料とバインダーとの接着強度の高いインクジェット記録紙が要求されている。 On the other hand, in order to perform inkjet printing at a high speed, it is necessary to quickly convey the inkjet recording paper. However, when the adhesive strength in the coating layer on the paper surface is low, the coating layer is conveyed when the inkjet recording paper is conveyed. May fall off, and the dropped powder may adhere to the conveyance roll of the printer, making the conveyance roll slippery and preventing paper feeding smoothly. For this reason, there is a need for an ink jet recording paper that does not drop off the coating layer during transportation, in other words, has high adhesive strength between the coating layer and the substrate or between the filler and the binder in the coating layer. .
塗工層の脱落を改善するため、填料に対して使用する有機バインダーの比率を高めることが考えられる。しかし、有機バインダーの比率を高めた場合、凝集粒子間の空隙を減少させ、なおかつ凝集粒子内の細孔にまで有機バインダーが侵入するため、形成される塗工層におけるインク吸収性能が著しく低下する。 In order to improve the falling off of the coating layer, it is conceivable to increase the ratio of the organic binder used relative to the filler. However, when the ratio of the organic binder is increased, the gap between the aggregated particles is reduced, and the organic binder penetrates into the pores in the aggregated particles, so that the ink absorption performance in the formed coating layer is significantly reduced. .
また、接着強度を向上させる方法として、インク吸収性に優れる湿式シリカに加え、接着強度が高い顔料、例えば、カオリン、タルク、炭酸カルシウム等の無機顔料を使用することも検討されている。ところが、これらの無機顔料はインクの吸収性に劣るため有効な量で添加することはできず、やはり接着強度とインクジェット印刷の品質を両立させることは困難である。 Further, as a method for improving the adhesive strength, use of a pigment having a high adhesive strength, for example, an inorganic pigment such as kaolin, talc, or calcium carbonate, in addition to wet silica excellent in ink absorbability has been studied. However, since these inorganic pigments are inferior in ink absorbability, they cannot be added in an effective amount, and it is difficult to achieve both adhesive strength and ink jet printing quality.
そこで、塗工層形成材料であるシリカと有機バインダーとの相互作用の大きさに着目した検討も行なわれている。例えば、気相法シリカを中心としたシリカにおいて、特定の範囲の孤立シラノール基の量を調整することによって有機バインダーとの相互作用を調整し、ひび割れの少ないインクジェット記録紙を作製する方法が示されている(特許文献1参照)。 Accordingly, studies have been conducted focusing on the magnitude of interaction between silica, which is a coating layer forming material, and an organic binder. For example, in silica centered on gas phase process silica, a method of adjusting the interaction with the organic binder by adjusting the amount of isolated silanol groups in a specific range to produce an ink jet recording paper with few cracks is shown. (See Patent Document 1).
しかしながら、上記方法の孤立シラノール基の調整は、主として乾式シリカを使用した場合の塗工液粘度の増大を抑え、粗大粒子の生成を抑制してひび割れの少ないインクジェット記録紙を製造することを示唆するものである。そのため、上記技術を湿式法によって得られるシリカに適用した場合、前記塗工層における接着強度の向上に対しては十分でなく、改良の余地があった。 However, the adjustment of the isolated silanol group in the above method suggests that an increase in the viscosity of the coating solution when mainly using dry silica is suppressed, and the production of coarse particles is suppressed to produce an ink jet recording paper with few cracks. Is. Therefore, when the said technique is applied to the silica obtained by a wet method, it was not enough for the improvement of the adhesive strength in the said coating layer, and there was room for improvement.
また、上記特許文献1には、凝集粒子間の空隙を有するがためにインク吸収速度が極めて速く、しかも、かかる空隙を有しつつも接着高度が高いインクジェット記録紙を製造する課題については、一切記述がない。 Further, the above-mentioned Patent Document 1 has no problem regarding the production of an ink jet recording paper having an extremely high ink absorption speed because of having voids between aggregated particles and having a high adhesion height while having such voids. There is no description.
従って、本発明の目的は、湿式シリカを填料として塗工層を形成したとき、塗工層における接着強度が高く、しかも、該湿式シリカが元来有する、早いインク吸収速度が阻害されないインクジェット記録紙を得ることが可能なインクジェット記録紙用塗工液を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink jet recording paper that has high adhesive strength in the coating layer when the coating layer is formed using wet silica as a filler, and that does not hinder the fast ink absorption rate inherent in the wet silica. The object of the present invention is to provide a coating liquid for inkjet recording paper capable of obtaining the above.
本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、塗工層の填料として使用する湿式シリカを加熱処理することにより、その強熱減量を特定の範囲に調整し、且つ、特定の比表面積を有する湿式シリカ粉末を使用し、該湿式シリカ粉末と有機バインダー及び極性溶媒との混合液からなる塗工液を調製することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors adjusted the loss on ignition to a specific range by heat-treating wet silica used as a filler for the coating layer, and The present invention has found that the above object can be achieved by using a wet silica powder having a specific specific surface area and preparing a coating liquid comprising a mixture of the wet silica powder, an organic binder and a polar solvent. It came to be completed.
即ち、本発明は、強熱減量が2質量%以下であり、比表面積が180m2/g以上、400m2/g未満である湿式シリカ粉末、有機バインダー及び極性溶媒より成る事を特徴とするインクジェット記録紙用塗工液である。 That is, the present invention is an ink jet comprising a wet silica powder having an ignition loss of 2% by mass or less and a specific surface area of 180 m 2 / g or more and less than 400 m 2 / g, an organic binder, and a polar solvent. It is a coating liquid for recording paper.
また、本発明は、該湿式シリカ粉末中のアルミニウム含有量が0.3質量%以下であることを特徴としたインクジェット記録紙用塗工液をも提供する。 The present invention also provides a coating liquid for ink jet recording paper characterized in that the aluminum content in the wet silica powder is 0.3% by mass or less.
本発明のインクジェット記録紙用塗工液によれば、前記特定の湿式シリカ粉末を使用することによって、塗工層における接着強度が高く、しかも、該湿式シリカが元来有する特性である、インク吸収速度が極めて速いという特性を併せ持つ塗工層を形成することができ、これにより、高速印刷を行なった場合においても、インクの混色等のない高い品質のインクジェット印刷が可能で、しかも、塗工層の脱落による搬送性の低下を防ぐことが可能である。 According to the coating liquid for ink jet recording paper of the present invention, by using the specific wet silica powder, the ink absorption, which is high in adhesive strength in the coating layer and is a characteristic inherent to the wet silica, is achieved. It is possible to form a coating layer that has the characteristics of extremely high speed. This enables high-quality ink jet printing without ink color mixing even when high-speed printing is performed. It is possible to prevent a decrease in transportability due to dropping off.
(湿式シリカ粉末)
本発明において、湿式シリカ粉末は、珪酸ソーダと鉱酸及び塩類を水溶液中で反応させて得られるシリカ粉末の総称であり、ゲル法シリカ、沈殿法シリカ(あるいは沈降法シリカ)とを含むものである。
(Wet silica powder)
In the present invention, wet silica powder is a general term for silica powder obtained by reacting sodium silicate with mineral acid and salts in an aqueous solution, and includes gel method silica and precipitation method silica (or precipitation method silica).
上記ゲル法シリカは、珪酸ソーダと鉱酸とを主に酸性領域で混合させて得られた珪酸ゾルを、三次元の網目構造を形成するように重合させ、混合液をゲル化させた後に、洗浄し乾燥させたものである。
一方、沈殿法シリカは珪酸ソーダに鉱酸を添加することにより、比較的大きな一次粒子を形成させた後に、二次凝集粒子を形成させる。この二次凝集粒子を沈殿させることにより混合液と分離し、この沈殿物を洗浄・乾燥させたものである。また、いずれの方法による乾燥物も、必要に応じて解砕、粉砕して粒度を調整することができる。
The gel silica is obtained by polymerizing a silicate sol obtained by mixing sodium silicate and mineral acid mainly in an acidic region so as to form a three-dimensional network structure, and gelling the mixed solution. Washed and dried.
On the other hand, precipitated silica forms secondary agglomerated particles after forming relatively large primary particles by adding mineral acid to sodium silicate. The secondary agglomerated particles are separated from the liquid mixture by precipitation, and the precipitate is washed and dried. Moreover, the dry matter by any method can be crushed and pulverized to adjust the particle size as necessary.
本発明に使用する湿式シリカの比表面積は、180m2/g以上、400m2/g未満であることが必要である。即ち、比表面積が180m2/gより小さい湿式シリカを使用した場合、得られるインクジェット記録紙にインクジェット印刷を行なうと、シリカの一次粒子が大きいため、光を散乱しやすいために画像濃度が低くなり、所望の品質の画像が得られない。また、湿式シリカの比表面積が400m2/g以上の場合、凝集粒子内の空隙が減少し、インクジェット記録紙のインク吸収速度が遅くなり、高速での印刷時には混色等の問題を生じ、所望の品質の画像が得られない。 The specific surface area of the wet silica used in the present invention is required to be 180 m 2 / g or more and less than 400 m 2 / g. That is, when wet silica having a specific surface area of less than 180 m 2 / g is used, when ink jet printing is performed on the resulting ink jet recording paper, the primary particles of silica are large and light scattering is likely to reduce the image density. An image of a desired quality cannot be obtained. In addition, when the specific surface area of wet silica is 400 m 2 / g or more, voids in the aggregated particles are reduced, the ink absorption speed of the ink jet recording paper is slow, and problems such as color mixing occur at the time of printing at high speed. Quality image is not obtained.
本発明において、使用する湿式シリカは強熱減量が2質量%以下、特に、0.05〜1.5質量%であることが必要である。 In the present invention, the wet silica used should have an ignition loss of 2% by mass or less, particularly 0.05 to 1.5% by mass.
尚、本発明における強熱減量は、後述する実施例において具体的に示すが、105℃から1000℃での温度域でシリカ粒子が放出する水の総和量である。このような水としては、物理吸着水、化学結合水およびシリカ表面の脱水縮合により生成する水を含むものであり、特定の強度でシリカ表面に結合しているものである。 The ignition loss in the present invention is specifically shown in Examples described later, and is the total amount of water released by silica particles in the temperature range from 105 ° C to 1000 ° C. Such water includes physically adsorbed water, chemically bonded water, and water produced by dehydration condensation on the silica surface, and is bonded to the silica surface with a specific strength.
湿式シリカの強熱減量が、2質量%を超える場合、これを使用して得られるインクジェット記録紙は、湿式シリカ粉末と有機バインダーとの接着強度を高めることができず、取扱い時に塗工層の剥がれがおき、本発明の目的を達成することができない。 When the loss on ignition of the wet silica exceeds 2% by mass, the ink jet recording paper obtained using the wet silica cannot increase the adhesive strength between the wet silica powder and the organic binder, Peeling occurs and the object of the present invention cannot be achieved.
前記範囲に強熱減量を調整した湿式シリカが前記効果を発揮する作用機構は定かではないが、接着強度の高いインクジェット記録紙は、使用する湿式シリカと有機バインダーとが、湿式シリカ表面のシラノール基を介して化学的に結合した場合に得られると考えられるため、強熱減量を抑えること、すなわち、シリカ表面のシラノール基に特定の強度で結合している水を制限することによって、結合している水を除去し、シリカ表面のシラノール基が効率よく有機バインダーと反応できるようになったものと推定している。 Although the working mechanism in which wet silica with ignition loss adjusted to the above range exerts the above effect is not clear, inkjet recording paper with high adhesive strength uses wet silica and an organic binder with silanol groups on the surface of wet silica. It can be obtained by chemically bonding via, so it can be bonded by suppressing ignition loss, that is, by limiting the water bound to the silanol groups on the silica surface with a certain strength. It is estimated that the silanol groups on the silica surface can be efficiently reacted with the organic binder.
尚、本発明において特定される強熱減量の範囲は、前記特許文献1に記載された孤立シラノール基の数に対して完全な相関はないが、一応にしてかかる範囲を上回るものであり、この点においても技術思想が相違するものであることが明らかである。また、特許文献1には、湿式シリカにおいての具体例は記載されていない。 Note that the range of ignition loss specified in the present invention is not completely correlated with the number of isolated silanol groups described in Patent Document 1, but exceeds this range for the time being. It is clear that the technical idea is different also in this respect. Patent Document 1 does not describe a specific example of wet silica.
本発明の湿式シリカ粉末は、必要に応じてさまざまな元素を含むことができる。例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、チタン、鉄、ホウ素等を例示することが出来る。 The wet silica powder of the present invention can contain various elements as required. For example, sodium, potassium, lithium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, titanium, iron, boron, etc. can be illustrated.
但し、上記の元素の含有量は、酸化物換算で1質量%以下であることが好ましく、その総和は3質量%以下であることが、得られる塗工液を使用して形成される塗工層のインクの吸収速度を低下させないために好ましい。 However, the content of the above elements is preferably 1% by mass or less in terms of oxide, and the total is 3% by mass or less, and the coating formed using the resulting coating liquid This is preferable in order not to lower the ink absorption rate of the layer.
このうち、特に、アルミニウムについては、有機バインダーとの相互作用を阻害する恐れがあるため少ないことが好ましく、0.3質量%以下に調整することが好ましい。 Among these, especially about aluminum, since there exists a possibility of inhibiting the interaction with an organic binder, it is preferable that there are few, and it is preferable to adjust to 0.3 mass% or less.
本発明に使用する湿式シリカ粉末の平均粒子径は特に制限されないが、平均粒子径が大きくなり過ぎると、得られる塗工液により形成されるインクジェット記録紙の表面にざらつき感を与える上、インクが凝集粒子にそって広がるフェザリング現象が起こり易く、好ましくない。また、平均粒子径が小さくなるに連れて塗工層中の粒子間空隙が小さくなり、インクジェット記録紙のインク吸収速度が低下する。このような観点から、本発明において使用する湿式シリカの好ましい凝集粒子径としては、0.5〜20μm、好ましくは、0.5〜10μm、さらに好ましくは、1〜5μmである。 The average particle size of the wet silica powder used in the present invention is not particularly limited, but if the average particle size becomes too large, the surface of the inkjet recording paper formed by the resulting coating liquid gives a rough feeling, and the ink A feathering phenomenon spreading along the aggregated particles is likely to occur, which is not preferable. Further, as the average particle size becomes smaller, the interparticle voids in the coating layer become smaller, and the ink absorption speed of the ink jet recording paper decreases. From such a viewpoint, the preferred aggregated particle size of the wet silica used in the present invention is 0.5 to 20 μm, preferably 0.5 to 10 μm, and more preferably 1 to 5 μm.
また、本発明に使用する湿式シリカ粉末の細孔容積は特に制限されないが、細孔容積が小さくなると粒子内へのインク吸収能力が低下し、インクジェット記録紙を作製した場合、十分な品質の印刷は得られない。このため細孔容積としては0.7ml/g以上、好ましくは、1.5〜5.0ml/gであることが好ましい。 In addition, the pore volume of the wet silica powder used in the present invention is not particularly limited. However, when the pore volume is reduced, the ink absorption capacity in the particles is reduced, and when ink jet recording paper is produced, sufficient quality printing is performed. Cannot be obtained. Therefore, the pore volume is 0.7 ml / g or more, preferably 1.5 to 5.0 ml / g.
更に、本発明に使用する湿式シリカ粉末の最頻細孔径は特に制限されないが、最頻細孔径が小さくなるとインクを吸収出来なくなり、最頻細孔径が大きくなりすぎると画像の滲みの原因になる。このため、本発明に使用する湿式シリカの最頻細孔径の範囲としては6nm〜45nmが好ましい。 Further, the mode pore size of the wet silica powder used in the present invention is not particularly limited. However, if the mode pore size is small, the ink cannot be absorbed, and if the mode pore size is too large, it may cause image bleeding. . For this reason, the range of the most frequent pore diameter of the wet silica used in the present invention is preferably 6 nm to 45 nm.
(湿式シリカ粉末の製造方法)
本発明において使用する湿式シリカ粉末は、原料となる湿式シリカ粉末(以下、単に原料湿式シリカ粉末ともいう。)を後述する方法によって熱処理することにより得ることができる。この場合、熱処理によってその比表面積は若干、一般には1〜2割減少するので、該原料湿式シリカ粉末は、目的とする比表面積より減少量を勘案して選択すればよい。一般には、200〜500m2/gの比表面積を有する原料湿式シリカ粉末が使用される。また、前記湿式シリカ粉末の特性のうち、比表面積、細孔容積、最頻細孔径等は、原料湿式シリカ粉末の特性に左右されるため、該原料湿式シリカ粉末は、目的とする特性に合致するものが適宜選択される。
(Method for producing wet silica powder)
The wet silica powder used in the present invention can be obtained by heat-treating a wet silica powder as a raw material (hereinafter also simply referred to as a raw material wet silica powder) by a method described later. In this case, since the specific surface area is slightly reduced by heat treatment in general by 10 to 20%, the raw wet silica powder may be selected in consideration of the amount of reduction from the target specific surface area. Generally, raw material wet silica powder having a specific surface area of 200 to 500 m 2 / g is used. In addition, among the characteristics of the wet silica powder, the specific surface area, pore volume, mode pore diameter, etc. depend on the characteristics of the raw wet silica powder, so the raw wet silica powder matches the target characteristics. What is to be selected is appropriately selected.
本発明において使用する湿式シリカ粉末の熱処理方法を例示すれば、(1)高温炉中で加熱する方法及び(2)火炎と接触せしめることによって加熱する方法が代表的である。 Typical examples of the heat treatment method of wet silica powder used in the present invention are (1) a method of heating in a high-temperature furnace and (2) a method of heating by contacting with a flame.
上記(1)の方法は、電気炉等の加熱炉内で静置或いはロータリーキルン方式などによる攪拌下に加熱する方法が挙げられる。この場合、加熱温度、加熱時間は、原料湿式シリカ粉末の種類により多少異なるが、一般に、加熱温度は400〜800℃、また、加熱時間は、1〜20分、特に、5〜15分の範囲より目的とする前記強熱減量となるように加熱することが好ましい。 Examples of the method (1) include a method of heating in a heating furnace such as an electric furnace while standing or stirring with a rotary kiln method. In this case, the heating temperature and the heating time are slightly different depending on the type of the raw wet silica powder, but in general, the heating temperature is 400 to 800 ° C., and the heating time is 1 to 20 minutes, particularly 5 to 15 minutes. It is preferable to heat so as to achieve the intended loss on ignition.
また、(2)の方法は、バーナーの火炎に原料湿式シリカ粉末を通過させることによって加熱する方法が挙げられる。この場合、火炎温度、接触時間は、原料湿式シリカ粉末の種類により多少異なるが、一般に、火炎温度は500〜1200℃、特に、600〜1000℃、また、接触時間は、0.5〜5秒、特に、0.5〜3秒の範囲より目的とする前記強熱減量となるように加熱することが好ましい。 Moreover, the method of (2) includes the method of heating by letting raw material wet silica powder pass through the flame of a burner. In this case, the flame temperature and the contact time differ somewhat depending on the type of raw material wet silica powder, but generally the flame temperature is 500 to 1200 ° C., particularly 600 to 1000 ° C., and the contact time is 0.5 to 5 seconds. In particular, it is preferable to heat so as to achieve the intended ignition loss from the range of 0.5 to 3 seconds.
上記熱処理の方法のうち、原料湿式シリカ粉末を火炎に通過させる方法が本発明において好適である。また、熱処理に際して、原料湿式シリカ粉末は予め目的とする粒子径に粉砕しておき、熱処理後は粉砕を行わないことが、得られる湿式シリカ粉末の強熱減量値を上昇させないために好ましい。 Of the above heat treatment methods, a method in which the raw wet silica powder is passed through a flame is suitable in the present invention. In addition, it is preferable that the raw wet silica powder is pulverized to a target particle diameter in advance during the heat treatment and is not pulverized after the heat treatment so as not to increase the ignition loss value of the obtained wet silica powder.
本発明において、このようにして特定の範囲に強熱減量を調整した湿式シリカは、保存条件によっては、熱処理後に強熱減量の値が前記範囲を超えて変化する恐れがあるため、強熱減量の調整後には、できるだけ速やかに塗工液の調製に使用することが好ましい。 In the present invention, the wet silica whose ignition loss is adjusted to a specific range in this way, depending on the storage conditions, the value of ignition loss may change beyond the above range after heat treatment. After the adjustment, it is preferably used for preparing the coating liquid as soon as possible.
(極性溶媒)
本発明において用いられる極性溶媒は、従来の湿式シリカ粉末を使用した塗工液の調製に使用されていたものが特に制限なく使用される。かかる極性溶媒としては、水が最も好ましい。勿論、水以外にもメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、エーテル類、ケトン類などの極性溶媒が使用でき、また、水と上記極性溶媒との混合溶媒も好適に使用できる。
(Polar solvent)
As the polar solvent used in the present invention, those used for the preparation of a coating liquid using a conventional wet silica powder are used without particular limitation. As such a polar solvent, water is most preferable. Of course, in addition to water, polar solvents such as alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, ethers and ketones can be used, and a mixed solvent of water and the above-mentioned polar solvent can also be suitably used.
(有機バインダー)
本発明において用いられる、有機バインダーも特に制限されないが、湿式シリカ粉末シリカのもつ表面シラノール基と水素結合を形成するものが一般に使用される。かかる有機バインダーとしては、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、ゼラチンを挙げることができる。このうち特に好ましい有機バインダーとしてポリビニルアルコールを挙げることが出来る。
(Organic binder)
The organic binder used in the present invention is not particularly limited, but those that form hydrogen bonds with the surface silanol groups of wet silica powder silica are generally used. Examples of such organic binders include polyvinyl alcohol and derivatives thereof, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, hydroxyethyl cellulose, and gelatin. Among these, polyvinyl alcohol can be mentioned as a particularly preferable organic binder.
尚、ポリビニルアルコールには、さまざまな分子量、鹸化度および化学的な変性を施したものが市販されており、そのいずれも好適に使用することが出来る。また、前記の有機バインダーは、1種類あるいは2種類以上を混合して使用することが出来る。 Polyvinyl alcohol is commercially available with various molecular weights, saponification degrees, and chemical modifications, and any of them can be suitably used. Moreover, the said organic binder can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
塗工液調製前の有機バインダーの使用の形態としては、液状のもの、固形のもの、を使用することが可能であるが、いずれにしても極性溶媒中に溶解させて使用するのが一般的である。 As the form of use of the organic binder before preparing the coating liquid, it is possible to use a liquid or solid one, but in any case, it is generally used by dissolving in a polar solvent. It is.
液状にして使用する場合、有機バインダーの濃度は特に制限されないが、高いことが好ましく、有機バインダーの濃度が5質量%以上のものが好ましく使用される。 When used in a liquid state, the concentration of the organic binder is not particularly limited, but is preferably high, and an organic binder having a concentration of 5% by mass or more is preferably used.
(塗工液の調製)
本発明のインクジェット記録紙用塗工液は、前記湿式シリカ粉末、有機バインダー及び極性溶媒を混合、分散させて調製される。かかる塗工液の調製方法は、特に制限されるものではないが、操作性の観点から、予め湿式シリカ粉末を極性溶媒に分散させたシリカ分散液と、予め有機バインダーを極性溶媒中に溶解させた有機バインダー液とを混合する方法が好ましい。
(Preparation of coating solution)
The coating liquid for inkjet recording paper of the present invention is prepared by mixing and dispersing the wet silica powder, the organic binder and the polar solvent. A method for preparing such a coating liquid is not particularly limited, but from the viewpoint of operability, a silica dispersion in which wet silica powder is dispersed in a polar solvent and an organic binder in advance are dissolved in a polar solvent. A method of mixing the obtained organic binder liquid is preferred.
上記湿式シリカ粉末を極性溶媒中に分散して使用する態様において、この分散液中の湿式シリカの濃度は、特に制限はされないが、支持体上に塗布乾燥することから、高いことが好ましい。具体的には、10質量%以上、特に、15〜30質量%であることが好ましい。 In the embodiment in which the wet silica powder is dispersed in a polar solvent, the concentration of wet silica in the dispersion is not particularly limited, but is preferably high because it is applied and dried on a support. Specifically, it is preferably 10% by mass or more, particularly 15 to 30% by mass.
湿式シリカ粉末を極性溶媒中に分散させる方法は特に制限されないが、プロペラ羽根、タービン羽根、パドル翼等を有する一般攪拌機、ディスパーミキサー等の高速回転遠心放射型攪拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー、ウルトラミキサー等の高速回転せん断型攪拌機、コロイドミル、プラネタリーミキサー、吸引式分散機などの分散機、更に、上記の高速回転せん断型撹拌機とプロペラ羽根及びパドル翼を組み合わせた複合型分散機、プラネタリーミキサーと高速回転遠心放射型撹拌機又は高速せん断型撹拌機を組み合わせた複合分散機等が挙げられる。 The method for dispersing the wet silica powder in the polar solvent is not particularly limited, but a general stirrer having a propeller blade, a turbine blade, a paddle blade, etc., a high-speed rotating centrifugal radiation stirrer such as a disper mixer, a homogenizer, a homomixer, an ultra mixer, etc. Dispersers such as high-speed rotary shear type stirrers, colloid mills, planetary mixers, suction type dispersers, etc., and combined dispersers and planetary mixers that combine the above high-speed rotary shear type stirrers with propeller blades and paddle blades And a composite disperser combining a high-speed rotating centrifugal radiation stirrer or a high-speed shearing stirrer.
また、湿式シリカ粉末の分散液に、本発明で示した湿式シリカ粉末以外の填料として、他のシリカ粉末、具体的には、上記範囲外の湿式シリカ粉末、乾式シリカ粉末を併用しても良い。その量は、特に制限されないが、本発明の効果を得るためには全填料中の20質量%以下とすることが好ましく、さらに10質量%以下がより好ましい。 Moreover, as a filler other than the wet silica powder shown in the present invention, other silica powders, specifically, wet silica powders outside the above range, and dry silica powders may be used in combination in the dispersion of wet silica powder. . The amount is not particularly limited, but is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total filler in order to obtain the effects of the present invention.
また、前記湿式シリカ分散液のpHは特に制限されないが、通常pH=2〜10の範囲で調製される。 Further, the pH of the wet silica dispersion is not particularly limited, but is usually prepared in the range of pH = 2 to 10.
本発明のインクジェット記録紙用塗工液の調製においては、前記特定の範囲の強熱減量の湿式シリカ粉末は、調製時にかかる値を有するものであれば効果を発揮することが出来るが、湿式シリカ分散液調製後、該強熱減量値があまり上昇しないうちに速やかに有機バインダーと混合することが望ましい。即ち、湿式シリカ分散液中のシリカ粒子表面は、極性溶媒により徐々にではあるが、強熱減量値が上昇し、本発明の効果を低下させるおそれがある。 In the preparation of the coating liquid for ink jet recording paper of the present invention, the wet silica powder having a loss on ignition within the specific range can be effective as long as it has such a value at the time of preparation. After the dispersion is prepared, it is desirable to immediately mix with the organic binder before the ignition loss value increases so much. That is, the surface of the silica particles in the wet silica dispersion is gradually increased by the polar solvent, but the ignition loss value is increased, which may reduce the effect of the present invention.
従って、前記湿式シリカ粉末を極性溶媒に分散後、8時間以内に有機バインダーと混合し塗工液を調製することが好ましく、さらには支持体への塗布乾燥も分散液調製から24時間以内に行なうことが好ましい。 Accordingly, after dispersing the wet silica powder in a polar solvent, it is preferable to prepare an application liquid by mixing with an organic binder within 8 hours, and further, coating and drying on a support is also performed within 24 hours from the preparation of the dispersion liquid. It is preferable.
上記湿式シリカ分散液と有機バインダーとを混合し、塗工液を得る方法は特に制限されない。すなわち湿式シリカ分散液を攪拌しながら有機バインダーを加える場合、有機バインダーに湿式シリカ分散液を加える方法、さらには湿式シリカ分散液に固形の有機バインダーを添加し混合液を加熱して有機バインダーを溶解することも可能である。 The method for mixing the wet silica dispersion and the organic binder to obtain a coating liquid is not particularly limited. That is, when adding an organic binder while stirring the wet silica dispersion, a method of adding the wet silica dispersion to the organic binder, and further adding a solid organic binder to the wet silica dispersion and heating the mixture to dissolve the organic binder It is also possible to do.
また、湿式シリカ分散液の調製時の温度、該分散液の有機バインダーとの混合時の温度も特に制限されないが、湿式シリカ粉末の強熱減量値の上昇を抑制するため、低温で混合することが好ましく、通常は50℃以下で混合することが望ましい。 Further, the temperature at the time of preparing the wet silica dispersion and the temperature at the time of mixing with the organic binder of the dispersion are not particularly limited, but in order to suppress an increase in the ignition loss value of the wet silica powder, mixing at a low temperature. Usually, it is desirable to mix at 50 ° C. or lower.
前記塗工液には、必要に応じてインク定着剤、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、耐水化剤、界面活性剤、湿潤紙力増強剤、表面サイズ剤等の助剤を、本発明の効果を損なわない範囲で適宜添加することが可能で、これらの助剤は湿式シリカ分散液、有機バインダー、極性溶媒のいずれかに予め添加しておいても良いし、混合液を調製したのちに添加しても良い。 In the coating liquid, an ink fixing agent, a pigment dispersant, a thickener, an antifoaming agent, a defoaming agent, a release agent, a foaming agent, a coloring dye, a coloring pigment, a fluorescent whitening agent, an ultraviolet ray are used as necessary. An auxiliary agent such as an absorbent, an antioxidant, an antiseptic, a water-resistant agent, a surfactant, a wet paper strength enhancer, and a surface sizing agent can be appropriately added within a range not impairing the effects of the present invention. These auxiliaries may be added in advance to any of the wet silica dispersion, the organic binder, and the polar solvent, or may be added after preparing the mixed solution.
湿式シリカと有機バインダーとの混合は、任意の比率で行なうことが出来る。有機バインダーの混合比率が低い場合には、十分な接着強度を有するインクジェット記録紙を得ることは困難である。一方、有機バインダーの混合比率が高くなると接着強度は向上するものの、インク吸収性が著しく低下し、所望のインクジェット記録用紙を得ることは難しい。 The mixing of the wet silica and the organic binder can be performed at an arbitrary ratio. When the mixing ratio of the organic binder is low, it is difficult to obtain an ink jet recording paper having sufficient adhesive strength. On the other hand, when the mixing ratio of the organic binder is increased, the adhesive strength is improved, but the ink absorbability is remarkably lowered, and it is difficult to obtain a desired inkjet recording paper.
本発明においては、湿式シリカと有機バインダーとの混合比率は、湿式シリカ粉100重量部に対し有機バインダー10〜50重量%が好ましい。 In the present invention, the mixing ratio of the wet silica and the organic binder is preferably 10 to 50% by weight of the organic binder with respect to 100 parts by weight of the wet silica powder.
(塗工液の使用)
本発明の塗工液を使用して塗工する支持体は特に限定されない。本発明の塗工液を使用することができる支持体としては、上質紙、ハガキ、印画紙原紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、クラフト紙、合成紙、レジンコート紙、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム等が挙げられる。
(Use of coating solution)
The support body which coats using the coating liquid of this invention is not specifically limited. Supports that can use the coating liquid of the present invention include high-quality paper, postcards, photographic paper base paper, art paper, coated paper, cast coated paper, craft paper, synthetic paper, resin-coated paper, polyethylene film, polypropylene A film, a polyester film, etc. are mentioned.
また、本発明の塗工液を用いて、インク吸収層となる塗工層を支持体に設けるための塗布方法も公知の方法を採用することが出来る。例えば、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、ゲートロールコーター、カーテンコーター等の各装置を使用することが出来る。 Moreover, a well-known method can be employ | adopted for the coating method for providing the coating layer used as an ink absorption layer in a support body using the coating liquid of this invention. For example, various devices such as various blade coaters, roll coaters, air knife coaters, bar coaters, gate roll coaters, curtain coaters and the like can be used.
また、本発明の塗工液を用いたインクジェット記録紙においては、支持体及び塗工層形成後に、マシンカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置で表面処理し光沢を高めることも可能である。 In addition, in the ink jet recording paper using the coating liquid of the present invention, after the support and the coating layer are formed, it is possible to increase the gloss by surface treatment with a calendar device such as a machine calendar, a super calendar, or a soft calendar. .
以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
なお、実施例及び比較例に掲載した測定値は、以下の方法により求めたものである。 In addition, the measured value published in the Example and the comparative example was calculated | required with the following method.
(1)比表面積の測定
窒素吸着による簡易型BET式比表面積計にて測定した。
(1) Measurement of specific surface area It measured with the simple BET type specific surface area meter by nitrogen adsorption.
(2)強熱減量の測定
(予備乾燥)
湿式シリカ3gを80℃の乾燥器で24時間予備乾燥したのち、105℃に保った乾燥器で2時間乾燥させ、その後、乾燥器から取り出し、デシケーター中で放冷した。
(2) Measurement of loss on ignition (preliminary drying)
3 g of wet silica was pre-dried in a dryer at 80 ° C. for 24 hours, dried in a dryer maintained at 105 ° C. for 2 hours, then taken out of the dryer and allowed to cool in a desiccator.
(強熱減量の測定)
予備乾燥を行なった湿式シリカ約2gを予め恒量にした磁製るつぼに、0.1mgの桁まで量り取った(秤量値W1)。この磁製るつぼを電気炉で加熱し、1000℃に到達後2時間強熱した。強熱後のるつぼをデシケーター中で室温まで放冷し、0.1mgの桁まで量った。(秤量値W2)
(強熱減量の算出)
強熱減量は下記式により算出した。
(Measurement of loss on ignition)
About 2 mg of wet silica that had been subjected to preliminary drying was weighed up to the order of 0.1 mg in a magnetic crucible that had been made constant in advance (weighing value W1). This porcelain crucible was heated in an electric furnace and ignited for 2 hours after reaching 1000 ° C. The crucible after ignition was allowed to cool to room temperature in a desiccator and weighed to the order of 0.1 mg. (Weighing value W2)
(Calculation of loss on ignition)
The ignition loss was calculated by the following formula.
強熱減量(質量%)=(W1−W2)×100/W1
(3)アルミニウム含有量の測定
湿式シリカ粉を乾燥し、蛍光X線法により測定した。
(4)細孔容積及び最頻細孔径の測定
湿式シリカ粉を乾燥し、水銀圧入法による細孔径分布を、CARLO ERBA社製の細孔径分布測定器ポロシメータ−2000型を使用して測定した。
Loss on ignition (mass%) = (W1-W2) × 100 / W1
(3) Measurement of aluminum content Wet silica powder was dried and measured by a fluorescent X-ray method.
(4) Measurement of pore volume and mode pore diameter
The wet silica powder was dried, and the pore size distribution by mercury porosimetry was measured using a Porosimeter-2000 model pore size distribution measuring instrument manufactured by CARLO ERBA.
なお、最頻細孔径は、500nm以下の細孔径における最大の頻度を示す細孔径を示す。 The mode pore diameter indicates a pore diameter indicating the maximum frequency in a pore diameter of 500 nm or less.
(5)平均粒子径の測定
少量のシリカ粉末をメタノール溶液に添加し、超音波分散機で3分間分散する。この溶液をコールターカウンター粒度分布計(ベックマンコールター社製)で測定した。なお、本発明において平均粒子径とは概粒度分布計により測定しデータを基に、それぞれの粒子径の存在割合を積算した積算曲線から求めた50質量%径のことである。
(5) Measurement of average particle diameter A small amount of silica powder is added to a methanol solution and dispersed for 3 minutes with an ultrasonic disperser. This solution was measured with a Coulter counter particle size distribution meter (manufactured by Beckman Coulter). In the present invention, the average particle size is a 50% by mass diameter obtained from an integrated curve obtained by integrating the abundance ratio of each particle size based on data measured by an approximate particle size distribution meter.
(6)インクジェット記録紙の評価
A.インクジェット記録紙の接着強度の評価
インクジェット記録紙の塗工面に、市販の粘着テープ(ニチバン製、18mm幅)を長さ5cmに切断し、一定の押圧で貼付した。1分間、この状態を保持した後に、片端から180°方向に剥離した。剥離後のテープへの塗工層の剥離量を下記3段階に目視で判定した。
(6) Evaluation of inkjet recording paper Evaluation of Adhesive Strength of Inkjet Recording Paper A commercially available adhesive tape (manufactured by Nichiban, 18 mm width) was cut to a length of 5 cm on the coated surface of the inkjet recording paper and stuck with a certain pressure. After maintaining this state for 1 minute, it peeled in the direction of 180 ° from one end. The amount of peeling of the coating layer on the tape after peeling was visually determined in the following three stages.
○:塗工層の剥離は認められない
△:塗工層の剥離は認められるが、極めて少ない
×:塗工層の剥離が認められ、実用上問題となるレベルである
尚、△以上を合格とした。
○: Peeling of the coating layer is not observed. Δ: Peeling of the coating layer is observed, but extremely low. X: Peeling of the coating layer is recognized and is a practically problematic level. It was.
B.インクジェット記録紙のインク吸収速度の測定
インクジェット記録紙の塗工面に市販のインクジェップリンター(エプソン社製、PM−G800)を用いて、黒色のべた印刷を行なった。印刷終了後、15秒間乾燥させた後、印刷部に上質紙をあて一定圧力の加重をかけて1分間保持した。その後、上質紙を除き、上質紙へのインクの移り具合を目視で判定した。
B. Measurement of ink absorption speed of inkjet recording paper Black solid printing was performed on a coated surface of the inkjet recording paper using a commercially available ink jet printer (manufactured by Epson Corporation, PM-G800). After the printing was finished, it was dried for 15 seconds, and then a high-quality paper was applied to the printing part and a constant pressure was applied for 1 minute. Thereafter, the quality of the ink transferred to the high quality paper was visually determined except for the high quality paper.
○:インク移りは認められない
△:インク移りが僅かに認められるが、極めて少ない
×:インク移りが認められ、実用上問題となるレベルである
尚、△以上を合格とした。
○: Ink transfer is not recognized Δ: Ink transfer is slightly recognized, but is very small ×: Ink transfer is recognized and is a practically problematic level.
C.印字濃度
インクジェット記録紙の塗工面に市販のインクジェップリンター(エプソン社製、PM−G800)を用いて、黒色のべた印刷を行なった。インクジェット記録紙を乾燥させた後、色濃度計(Kolimorgen Instrument Corporation社製マクベスRD918)で黒色の色濃度を測定した。
C. Printing density Black solid printing was performed on the coated surface of the inkjet recording paper using a commercially available ink jet printer (manufactured by Epson Corporation, PM-G800). After the inkjet recording paper was dried, the black color density was measured with a color densitometer (Macbeth RD918, manufactured by Kolimorgen Instrument Corporation).
尚、印字濃度が1.6以上の値を合格とした。 A value with a print density of 1.6 or more was accepted.
実施例1
市販の珪酸ソーダ(SiO2/Na2Oモル比3.0、SiO228.3質量%)6.3m3にNa2SO4(Na2Oとしての含有量2.1質量%)9.6m3、水25.4m3を55m3の攪拌翼付き蒸気加熱方式の反応槽に入れて、液温35℃で22%硫酸を2.3m3添加し、第一段目の中和を行った。次いで液中に蒸気を吹き込みながら液温を95℃まで昇温した。ここで液温を95℃に保ちながら攪拌のみを継続して7分間熟成を行った。その後、該液中に22%硫酸2.1m3を100分間で添加し反応を終了した。次いで、この溶液をろ過、水洗し乾燥した。その後、この乾燥品を粉砕して、比表面積320m2/g、強熱減量3.8質量%、アルミニウム含有量0.2質量%、細孔容積3.4ml/g、最頻細孔径9nm、平均粒径4.0μmの原料湿式シリカ粉末を得た。この湿式シリカ粉を650℃の火炎中で2秒間熱処理した。
Example 1
Commercially available sodium silicate (SiO 2 / Na 2 O molar ratio 3.0, SiO 2 28.3 mass%) 6.3 m 3 with Na 2 SO 4 (content 2.1 mass% as Na 2 O) 9. Put 6m 3 and 25.4m 3 of water into a 55m 3 steam-heated reaction tank with a stirring blade, add 2.3m 3 of 22% sulfuric acid at a liquid temperature of 35 ° C, and neutralize the first stage. It was. Next, the liquid temperature was raised to 95 ° C. while blowing steam into the liquid. Here, the mixture was aged for 7 minutes with only stirring while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. Thereafter, 2.1 m 3 of 22% sulfuric acid was added to the solution over 100 minutes to complete the reaction. The solution was then filtered, washed with water and dried. Thereafter, this dried product was pulverized to have a specific surface area of 320 m 2 / g, loss on ignition of 3.8% by mass, aluminum content of 0.2% by mass, pore volume of 3.4 ml / g, mode pore diameter of 9 nm, A raw material wet silica powder having an average particle size of 4.0 μm was obtained. This wet silica powder was heat-treated in a flame at 650 ° C. for 2 seconds.
得られた湿式シリカ粉末は、比表面積300m2/g、強熱減量1.4質量%であった。その他の物性は、殆んど原料湿式シリカ粉末と同様であった。 The obtained wet silica powder had a specific surface area of 300 m 2 / g and an ignition loss of 1.4% by mass. Other physical properties were almost the same as the raw wet silica powder.
この湿式シリカ100gに純水500gを加え、さらに分散剤として0.05%のポリアクリル酸ナトリウム水溶液300gを添加し、ホモディスパーを用いて分散した。分散終了後、10分後に、この湿式シリカ分散液と10%ポリビニルアルコール(クラレ社製、クラレ117)水溶液450gとをプロペラミキサーにて攪拌・混合し、塗工液を作成した。 500 g of pure water was added to 100 g of this wet silica, and 300 g of 0.05% sodium polyacrylate aqueous solution was further added as a dispersant, and the mixture was dispersed using a homodisper. Ten minutes after the completion of dispersion, this wet silica dispersion and 450 g of a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol (Kuraray, Kuraray 117) were stirred and mixed with a propeller mixer to prepare a coating solution.
調整した塗工液の一部を採取し、坪量80g/m2の上質紙上に塗工量が8g/m2となるように塗工後、乾燥し、インクジェット記録紙を作成した。 A part of the adjusted coating solution was sampled, coated on high-quality paper having a basis weight of 80 g / m 2 so that the coating amount was 8 g / m 2, and then dried to prepare an ink jet recording paper.
このインクジェット記録紙の接着強度、インク吸収速度、色濃度の測定を行なった。この結果を表1に示す。 The adhesion strength, ink absorption speed, and color density of the inkjet recording paper were measured. The results are shown in Table 1.
比較例1
実施例1において、加熱処理を行なわず、強熱減量を調整していない湿式シリカを使用した以外は、実施例1と同様の操作を行なってインクジェット記録紙を作製した。このインクジェット記録紙の評価結果を表1に示す。なお、この湿式シリカの物性測定値は実施例1に原料湿式シリカ粉末として記載した値である。
Comparative Example 1
An ink jet recording paper was prepared in the same manner as in Example 1 except that wet silica that was not subjected to heat treatment and was not adjusted for loss on ignition was used in Example 1. The evaluation results of this ink jet recording paper are shown in Table 1. In addition, the physical-property measured value of this wet silica is the value described in Example 1 as raw material wet silica powder.
実施例2
実施例1において、沈殿法による珪酸ソーダと硫酸との反応系に水酸化アルミニウムを所定量添加して比表面積310m2/g、強熱減量5.6質量%、アルミニウム含有量0.6質量% 細孔容積3.2ml/g、最頻細孔径5.0μm、平均粒径10nmの原料湿式シリカ粉末を得た。
Example 2
In Example 1, a predetermined amount of aluminum hydroxide was added to a reaction system of sodium silicate and sulfuric acid by a precipitation method to obtain a specific surface area of 310 m 2 / g, a loss on ignition of 5.6% by mass, and an aluminum content of 0.6% by mass. A raw material wet silica powder having a pore volume of 3.2 ml / g, a modest pore size of 5.0 μm, and an average particle size of 10 nm was obtained.
この原料湿式シリカ粉末を実施例1と同様の操作に火炎中で熱処理を行い、塗工液の調製及び塗工を行なってインクジェット記録紙を作製した。このインクジェット記録紙の評価結果を表1に示す。 This raw material wet silica powder was heat-treated in a flame in the same manner as in Example 1 to prepare a coating solution and to prepare an inkjet recording paper. The evaluation results of this ink jet recording paper are shown in Table 1.
尚、本実施例において、強熱減量が調製された湿式シリカ粉末は、比表面積280m2/g、強熱減量1.3質量%であった。その他の物性は、殆んど原料湿式シリカ粉末と同様であった。 In this example, the wet silica powder prepared for ignition loss had a specific surface area of 280 m 2 / g and an ignition loss of 1.3% by mass. Other physical properties were almost the same as the raw wet silica powder.
実施例3
実施例2において、加熱処理に用いた火炎の温度を550℃に変えた以外は、実施例2と同様の操作を行なってインクジェット記録紙を作製した。このインクジェット記録紙の評価結果を表1に示す。
Example 3
In Example 2, an ink jet recording paper was prepared by performing the same operation as in Example 2 except that the temperature of the flame used for the heat treatment was changed to 550 ° C. The evaluation results of this ink jet recording paper are shown in Table 1.
尚、強熱減量が調製された湿式シリカは、比表面積290m2/g、強熱減量1.8質量%であった。その他の物性は、殆んど原料湿式シリカ粉末と同様であった。 The wet silica prepared for ignition loss had a specific surface area of 290 m 2 / g and ignition loss of 1.8% by mass. Other physical properties were almost the same as the raw wet silica powder.
実施例4
実施例2において、加熱処理に用いた火炎の温度を850℃に変えて、比表面積230m2/g、強熱減量が0.4質量%である強熱減量を調整した湿式シリカを使用した以外は実施例2と同等の操作によりインクジェット記録紙を作製した。このインクジェット記録紙の評価結果を表1に示す。その他の物性は、殆んど原料湿式シリカ粉末と同様であった。
Example 4
In Example 2, the temperature of the flame used for the heat treatment was changed to 850 ° C., except that wet silica adjusted for ignition loss with a specific surface area of 230 m 2 / g and ignition loss of 0.4% by mass was used. Prepared an ink jet recording paper by the same operation as in Example 2. The evaluation results of this ink jet recording paper are shown in Table 1. Other physical properties were almost the same as the raw wet silica powder.
比較例2
実施例2において、珪酸ソーダへ添加する第一段目の硫酸の添加量を1.3m3とし、その後添加する硫酸の量を3.1m3とした以外は実施例2と同様の操作を行ってインクジェット記録紙を作製した。
Comparative Example 2
In Example 2, the same operation as in Example 2 was performed, except that the amount of sulfuric acid in the first stage added to sodium silicate was 1.3 m 3 and the amount of sulfuric acid added thereafter was 3.1 m 3. Inkjet recording paper was prepared.
このインクジェット記録紙の評価結果を表1に示す。なお、本実施例で得られた原料シリカ粉末は、比表面積は180m2/g、強熱減量4.3質量%、細孔容積4.1ml/g、最頻細孔径13nm、平均粒径5.0μmであった。また、熱処理により得られた強熱減量が調整された湿式シリカ粉末は、比表面積160m2/g、強熱減量1.5質量%であり、その他の物性は、殆んど原料湿式シリカ粉末と同様であった。 The evaluation results of this ink jet recording paper are shown in Table 1. The raw material silica powder obtained in this example has a specific surface area of 180 m 2 / g, loss on ignition of 4.3% by mass, pore volume of 4.1 ml / g, mode pore diameter of 13 nm, average particle diameter of 5 0.0 μm. Further, the wet silica powder with adjusted loss on ignition obtained by heat treatment has a specific surface area of 160 m 2 / g and an ignition loss of 1.5% by mass, and other physical properties are almost the same as those of the raw material wet silica powder. It was the same.
比較例3
実施例2において、昇温後の液温を80℃に変えた以外は実施例2と同様の操作を行ってインクジェット記録紙を作製した。このインクジェット記録紙の評価結果を表1に示す。なお、原料シリカ粉末の比表面積520m2/g、強熱減量4.5質量%、細孔容積2.8ml/g、最頻細孔径8nm、平均粒径4.5μmであった。また、熱処理により得られた強熱減量が調整された湿式シリカ粉末は、比表面積450m2/g、強熱減量1.8質量%であり、その他の物性は、殆んど原料湿式シリカ粉末と同様であった。
Comparative Example 3
In Example 2, an ink jet recording paper was produced by performing the same operation as in Example 2 except that the liquid temperature after the temperature increase was changed to 80 ° C. The evaluation results of this ink jet recording paper are shown in Table 1. The specific surface area of the raw silica powder was 520 m 2 / g, loss on ignition was 4.5% by mass, pore volume was 2.8 ml / g, mode pore diameter was 8 nm, and average particle diameter was 4.5 μm. Moreover, the wet silica powder with adjusted ignition loss obtained by heat treatment has a specific surface area of 450 m 2 / g and an ignition loss of 1.8% by mass, and other physical properties are almost the same as those of the raw material wet silica powder. It was the same.
実施例5
22%硫酸に市販の珪酸ソーダ(SiO2/Na2Oモル比3.0、SiO228.3質量%)を添加し、液全体をゲル化させた。このゲルを解砕して純水中に投入し洗浄を行った。その後、このゲルを乾燥・粉砕して、比表面積390m2/g、強熱減量3.0質量%、アルミニウム含有量0.1質量%、細孔容積2.1ml/g、最頻細孔径7nm、平均粒径6.2μmの原料湿式シリカ(ゲル法シリカ)粉末を得た。
Example 5
Commercially available sodium silicate (SiO 2 / Na 2 O molar ratio 3.0, SiO 2 28.3 mass%) was added to 22% sulfuric acid to gel the whole liquid. This gel was crushed and poured into pure water for washing. Thereafter, this gel was dried and pulverized to have a specific surface area of 390 m 2 / g, ignition loss of 3.0% by mass, aluminum content of 0.1% by mass, pore volume of 2.1 ml / g, and mode pore diameter of 7 nm. A raw material wet silica (gel silica) powder having an average particle size of 6.2 μm was obtained.
この湿式シリカ粉をこの湿式シリカ粉を650℃の火炎中で2秒間加熱処理し、比表面積340m2/g、強熱減量1.5%の強熱減量が調整された湿式シリカ粉を得た。その他の物性は殆ど原料湿式シリカ粉末と同様であった。 The wet silica powder was heat-treated in a flame at 650 ° C. for 2 seconds to obtain a wet silica powder in which the specific surface area was 340 m 2 / g and the ignition loss was adjusted to 1.5%. . Other physical properties were almost the same as the raw wet silica powder.
この湿式シリカを使用し、実施例1と同様の操作により、インクジェット記録紙を作製した。このインクジェット記録紙の評価結果を表1に示す。 Using this wet silica, an ink jet recording paper was prepared in the same manner as in Example 1. The evaluation results of this ink jet recording paper are shown in Table 1.
実施例1〜5で得られたインクジェット記録紙は、いずれも接着強度が高く、インク吸収速度が速く、印字濃度が高いことがわかる。 It can be seen that the ink jet recording papers obtained in Examples 1 to 5 all have high adhesive strength, high ink absorption speed, and high print density.
これに対し、比較例1で得られたインクジェット記録紙は、接着強度が低いものであった。また、比較例2および比較例3で得られたインクジェット記録紙は、接着強度は高いものの、インク吸収速度が遅いあるいは印字濃度が低いため、印刷品質の高いインクジェット記録紙が得られないことがわかる。 In contrast, the ink jet recording paper obtained in Comparative Example 1 had low adhesive strength. In addition, although the ink jet recording paper obtained in Comparative Example 2 and Comparative Example 3 has high adhesive strength, it can be seen that an ink jet recording paper with high print quality cannot be obtained because the ink absorption rate is slow or the print density is low. .
本発明のインクジェット記録紙用塗工液は、インクジェット用記録紙をはじめ、フィルム・樹脂・ガラス・金属等にガスバリヤ性、耐食性、親水性、光沢性、吸液性、絶縁性等を付与するための各種コーティング剤や半導体ウェハーやIC研磨剤、エマルジョンの安定化剤等の材料として利用可能である。
The ink jet recording paper coating liquid of the present invention imparts gas barrier properties, corrosion resistance, hydrophilicity, glossiness, liquid absorption, insulation, etc. to films, resins, glass, metals, etc., including ink jet recording paper. It can be used as a material such as various coating agents, semiconductor wafers, IC abrasives, and emulsion stabilizers.
Claims (5)
A method for producing a filler for ink jet recording paper, comprising bringing a raw wet silica powder having a specific surface area of 200 to 500 m 2 / g into contact with a flame having a temperature of 500 to 1200 ° C. for 0.5 to 5 seconds.
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