JP2006218669A - インクジェット記録用紙 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】紙基材と、キャスト法により形成されたキャスト塗工層を有し、キャスト塗工層表面にインクジェット記録を行なうインクジェット記録用紙において、紙基材とキャスト塗工層の間に、吸水性を有する中空粒子を含有する下塗層を設けたことを特徴とするインクジェット記録用紙。
【選択図】なし
Description
このような基材上に記録層を塗工したインクジェット記録用紙にインクジェット記録を行うと、インク中の着色成分は記録層中に留まるが、溶媒成分は記録層中に吸収しきれず、基材にまで浸透し、基材のセルロース繊維に吸収されて留まる。この場合、基材のセルロース繊維は横方向に膨潤するが、基材に吸収されるインクの溶媒成分はインクの打ち込み量の多少により差があり、これが基材の横方向への伸びの差となって記録用紙がボコつき、いわゆるコックリングが発生する。
このようなコックリングを低減させるため、下記のような手段が取られてきた。一つは、紙基材に浸透する溶媒量を減らす手段であり、もう一つは、溶媒が浸透しても基材が膨潤しないように基材の寸法安定性を高める手段である。
(あ)紙基材と記録層の間にポリエチレン等のフィルム層を設け、インク溶媒が基材に到達しないようにする方法(例えば、特許文献1参照。)。
(い)記録層塗工量を増やすことにより記録層中で保持できる溶媒量を増やし、基材に到達するインク溶媒を減らす方法(例えば、特許文献2参照。)。
(う)紙基材の重量(厚み)を増やすことにより、紙基材重量当たりのインク溶媒浸透量を相対的に減らす方法(例えば、特許文献3参照。)。
後者の代表的な方法として、以下が挙げられる。
(え)紙基材に耐水化剤を添加することで紙の溶媒に対する寸法安定性を増し、ボコツキを抑制する方法(例えば、特許文献4参照。)。
(い)の方法においては、リサイクルは可能であるもののコックリングを完全に抑えることが困難である上に、(あ)と同様高価な記録層を塗工する必要があり経済的とは言い難く、記録濃度も下がりやすい傾向になるため、好ましい態様とは言い難い。
(う)の方法においては、リサイクルは可能ではあるものの米坪の低いグレードの記録用紙に対しては対応できず、好ましい態様とは言い難い。
(え)の方法においては、コックリングを完全に抑えることが困難である上にリサイクルも困難になる方向であり、好ましい態様とは言い難い。
白紙部分と印字部分で光沢度の差を縮めるための手段としては、光沢調整用のインクをプリンターに搭載し、インクの打ち込み量の少ない、色の薄い部分にはこの光沢調整用のインクを多く打ち込み、色の濃い部分には少量打ち込んで、各部分に打ち込むインクの総量の差を小さくして光沢度の差をようとする努力がなされている。しかし、本来不要な場所にこのようなインクを打ち込むことは不経済でもあり、また、インクのにじみを発生しやすくしたりして、決して好ましい方向とはいえない。
このように、白紙部分と印字部分の光沢度の差を、容易に、かつ経済的に解決する方法は、見つかっていない。
(ア)歯車をロールに変更して、単位面積あたりにかかる力を小さくする方法。
(イ)歯車の先端を丸くして、単位面積あたりにかかる力を小さくする方法。
(ウ)歯車の押え圧を小さくして、記録用紙にかかる力を小さくする方法。
(エ)紙基材表面に樹脂塗工し、その上にインクを吸収する層を設ける方法。
(イ)の方法においては、単位面積あたりにかかる力は低減し、インクジェット記録用紙が凹むようなトラブルは低減する方向にある。しかし、歯車は、打ち込まれたインクが十分に吸収されていない表面に接触するため、歯先にインクが付着し、面積が大きくなった分、印字物の汚れが目立つ可能性があり、また、歯先を丸く加工することは困難でもある。したがって、根本的な改善とは言い難い。
(エ)の方法においては、前述の、コックリングを軽減させる方法の(ア)と同じであり、インクジェット記録用紙に打ち込まれたインクの溶媒が原紙に浸透し、パルプ繊維が膨潤するのを確実に抑えられるため、インクジェット記録用紙が凹むトラブルは発生しない。
以上のように、押え歯車跡を改善する効果的な方法としては、プリンターの改善による方法も、インクジェット記録用紙の改善による方法も、見出されていないのが実情である。
(1)紙基材と、キャスト法により形成されたキャスト塗工層を有し、キャスト塗工層表面にインクジェット記録を行なうインクジェット記録用紙において、紙基材とキャスト塗工層の間に、吸水性を有する中空粒子を含有する下塗層を設けたことを特徴とするインクジェット記録用紙。
(2)下塗層に含まれる中空粒子が、空隙率30%以上である(1)記載のインクジェット記録用紙。
(3)下塗層に含まれる中空粒子が吸水性を有する(1)又は(2)記載のインクジェット記録用紙。
(4)下塗層中の中空粒子の付着量が2g/m2以上である(1)〜(3)のいずれかに記載のインクジェット記録用紙。
(5)中空粒子の粒子径が0.2〜5μmである(1)〜(4)のいずれかに記載のインクジェット記録用紙。
(6)キャスト塗工層と下塗層の間に中間層を有する(1)〜(5)のいずれかに記載のインクジェット記録用紙。
(7)キャスト塗工層がコロイダルシリカを含有する(6)記載のインクジェット記録用紙。
(8)中間層が、多孔質顔料とカチオン性樹脂、接着剤を含有することを特徴とする、(6)又は(7)記載のインクジェット記録用紙。
(9)中間層が含まれる多孔質顔料が、無定形シリカである(6)〜(8)のいずれかに記載のインクジェット記録用紙。
本発明は、その中で、吸水性を有する中空粒子を含む下塗層を設けることにより、インクジェット記録用紙のコックリングや押え歯車跡が大きく改善され、更に、白紙部分と印字部分の光沢度の差が小さくなる。このような理由は、定かではないが、以下のように考えられる。
したがって、下塗層が中空粒子を含まない場合と比較すると、直接紙基材まで到達する溶媒量は大幅に減少するため、紙基材を膨潤させ、体積変化を起こすことで記録用紙をボコつかせてコックリングを発生させる程度が大幅に軽減され、同時に、押え歯車が当ってもそれによる変形の程度が小さくなり、押え歯車跡も大幅に軽減される。更に、インクジェット記録用紙の基材の膨潤が小さくなり、体積変化も小さくなるため印字部分の基材の変形が減り、結果として白紙部分と印字部分の光沢度の差が小さくなる。このように、本発明においては、染料が留まる層とインク溶媒中の保湿成分が浸透し留まる層が異なるため、印字物の耐湿保存性が低下することも避けられる。
本発明における紙基材としては、酸性紙、中性紙等、特に限定されるものではなく、一般に塗工可能な紙基材から、適宜選択して使用できる。紙基材は、木材パルプと必要に応じ含有する填料を主成分として構成される。
本発明における下塗層は、吸水性を持つ中空粒子と接着剤を必須成分として含有する。吸水性を持つ中空粒子としては、特に限定するものではないが、スチレン、スチレン−アクリル共重合体等の、粒子径0.2〜5μmの範囲にあるものが好ましい。粒子径0.2μm未満の場合、塗工表面の平滑性は良好だがインク溶媒の吸収速度が遅くなるためか、コックリング防止の効果が少なくなる傾向がある。5μmを超える場合、溶媒の吸収性は良好だが塗工表面の平滑性が劣るようになる。
(1)ポリマー粒子中に発泡剤を含有させておき、後でこれを発泡させて、中空の粒子を得る方法。
(2)ポリマーにブタン等の揮発性物質を封入しておき、後にこれをガス化膨張させて中空の粒子を得る方法。
(3)ポリマーを溶融し、これに空気等のジェットを吹き付け、気泡を封入する方法。
(4)重合性モノマー成分を水中に分散して水中油滴型エマルジョンを作成し、重合して中空の粒子を得る方法。
(5)ポリマー粒子の内部にアルカリ膨潤性の物質を含有させておき、このポリマー粒子にアルカリ性液体を浸透させてアルカリ膨潤性物質を膨張させて中空の粒子を得る方法。
その例として、カオリン、クレー、焼成クレー、シリカ、コロイダルシリカ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、アルミノシリケート、合成ゼオライト、スメクタイト、ハイドロタルサイト、尿素樹脂系プラスティックピグメント等が挙げられる。
特に、シリカ、アルミノシリケート、アルミナより選ばれる微細粒子顔料を用いることは、好ましい。
本発明における中間層は、キャスト塗工層或いは下塗層におけるインクジェット用インクの定着性の不足を補う目的で、必要により形成される層である。しかし、中間層を積極的に形成し、中間層を主としてインクジェット用インクを定着する目的の層、キャスト塗工層を光沢を付与する目的の層とすることが、記録濃度や光沢性に優れるので好ましい。中間層は、顔料、接着剤およびカチオン性化合物を含有する層である。
1)ポリエチレンポリアミンやポリプロピレンポリアミンなどのポリアルキレンポリアミン類又はその誘導体、
2)第2級アミノ基、第3級アミノ基や第4級アンモニウム基を有するアクリル重合体、
3)ポリビニルアミン及びポリビニルアミジン類、
4)ジシアンジアミド・ホルマリン共重合体に代表されるジシアン系カチオン性化合物、
5)ジシアンジアミド・ポリエチレンアミン共重合体に代表されるポリアミン系カチオン性化合物、
6)エピクロルヒドリン・ジメチルアミン共重合体、
7)ジアリルジメチルアンモニウム−SO2重縮合体、
8)ジアリルアミン塩−SO2重縮合体、
9)ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体、
10)ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合体、
11)アリルアミン塩の共重合体、
12)ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート4級塩共重合体、
13)アクリルアミド・ジアリルアミン共重合体、
14)5員環アミジン構造を有するカチオン性樹脂等。
キャスト塗工層は、インクジェット記録用紙に光沢を付与することを主な目的として設ける層である。下塗層上又は中間層上に設けられ、塗工され、その塗工液が湿潤状態、あるいは再湿潤状態にある間に、加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥する、キャスト法によって形成された層である。
本発明では、最表層を、キャスト法により光沢仕上げをすることにより光沢を付与する。
キャスト法としては、上記のキャスト塗工層用塗工液を塗工して、該塗工層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げる方法(ウェットキャスト法)、該塗工層を一旦乾燥後、再湿潤し、加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げる方法(リウェットキャスト法)、該塗工層を流動性はないが変形可能なゲル状態に凝固させ、加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥する方法(ゲル化キャスト法)等が例示できる。また加熱された鏡面ドラムに直接キャスト塗工層用塗工液を塗工した後、紙基材側の下塗層や中間層面に圧接、乾燥して積層仕上げる方法(プレキャスト法)も採用することができる。
以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、もちろんこれらに限定されるものではない。また、例中の「部」および「%」は、特に断らない限り、それぞれ「質量部」、「質量%」を示す。
〔紙基材の作成〕
木材パルプ(LBKP、濾水度=440mL・CSF)100部に填料(焼成カオリン)、サイズ剤(変性ロジン)0.2部、硫酸バンド1.0部、歩留向上剤適量を加えた製紙材料を長網抄紙機にて抄紙・乾燥し、更に酸化澱粉を付着量2.0g/m2となるようにサイズプレス・乾燥し、澱粉坪量150g/m2、灰分8%の紙基材を得た。
仕込み水に、吸水性を有する中空粒子(品名:ローペイクHP91、空隙率50%、ローム・アンド・ハース(株)製)を100部、SBR系接着剤(品名:スマーテックスSN−113K、日本A&L(株)製)を10部、水溶性接着剤(品名:カゼイン、伊藤忠ファインケミカル(株)製)を10部、攪拌しながら添加し、濃度25%の塗工液を得た。
仕込み水に、無定形シリカ(品名:サイロジェットP409、グレース・ジャパン(株)製)を100部、変性PVA系接着剤(品名:クラレポバールR−1130、(株)クラレ製)を15部、カチオン性化合物(品名:ユニセンスCP104、センカ(株)製)を10部、攪拌しながら添加し、濃度18%の塗工液を得た。
仕込み水に、コロイダルシリカ・アクリル系接着剤複合物(品名:アクアブリッド906、ダイセル化学工業(株)製)を100部、水溶性接着剤(品名:カゼイン、伊藤忠ファインケミカル(株)製)を3部、脂肪酸系離型剤(品名:ノプコセラLU−6418、サン・ノプコ(株)製)を0.5部、攪拌しながら添加し、濃度30%の塗工液を得た。
得られた紙基材の表面に、下塗層用塗工液をエアナイフコーターにて乾燥後の塗工量が12g/m2となるように塗工、乾燥した。更にその表面に、中間層用塗工液をエアナイフコーターにて乾燥後の塗工量が10g/m2となるように塗工、乾燥した。更にこの表面に、キャスト塗工層用塗工液をキャストコーターにて塗工、湿潤状態にある間に加熱されたドラムに圧接、乾燥、剥離し、乾燥後の塗工量が10g/m2のインクジェット記録用紙を得た。
実施例1において、下記下塗層用塗工液を用いた以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
〔下塗層用塗工液の作成〕
仕込み水に、吸水性を有する中空粒子(品名:SX866、空隙率30%、日本合成ゴム(株)製)を100部、SBR系接着剤(品名:スマーテックスSN−113K、日本A&L(株)製)を10部、水溶性接着剤(品名:カゼイン、伊藤忠ファインケミカル(株)製)を10部、攪拌しながら添加し、濃度20%の塗工液を得た。
実施例1において、下記下塗層用塗工液を用いた以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
〔下塗層用塗工液の作成〕
仕込み水に、吸水性を有する中空粒子(品名:Nipol MH8101、空隙率50%、日本ゼオン(株)製)を100部、SBR系接着剤(品名:スマーテックスSN−113K、日本A&L(株)製)を10部、水溶性接着剤(品名:カゼイン、伊藤忠ファインケミカル(株)製)を10部、攪拌しながら添加し、濃度20%の塗工液を得た。
実施例1において、下塗層用塗工液の乾燥後の塗工量を6g/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1において、下塗層用塗工液の乾燥後の塗工量を3g/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1において、下塗層用塗工液の乾燥後の塗工量を1.5g/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1において、下塗層用塗工液を塗工することなく、直接、紙基材上に中間層用塗工液を塗布した以外は、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1において、下記下塗層用塗工液を用いた以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
〔下塗層用塗工液の作成〕
仕込み水に、密実顔料(品名:Nipol V1004、空隙率0%、日本ゼオン(株)製)を100部、SBR系接着剤(品名:スマーテックスSN−113K、日本A&L(株)製)を10部、水溶性接着剤(品名:カゼイン、伊藤忠ファインケミカル(株)製)を10部、攪拌しながら添加し、濃度20%の塗工液を得た。
〔下塗層塗工液の作成〕
仕込み水に、吸水性を有する中空粒子(品名:Nipol MH8101、空隙率50%、日本ゼオン(株)製)を50部、無定形シリカ(品名:サイロジェットP409、グレース・ジャパン(株)製)を50部、変性PVA系接着剤(品名:クラレポバールR−1130、(株)クラレ製)を15部、カチオン性化合物(品名:ユニセンスCP104、センカ(株)製)を10部、攪拌しながら添加し、濃度18%の塗工液を得た。
仕込み水に、コロイダルシリカ・アクリル系接着剤複合物(品名:アクアブリッド906、ダイセル化学工業(株)製)を100部、水溶性接着剤(品名:カゼイン、伊藤忠ファインケミカル(株)製)を3部、脂肪酸系離型剤(品名:ノプコセラLU−6418、サン・ノプコ(株)製)を0.5部、攪拌しながら添加し、濃度30%の塗工液を得た。
紙基材の表面に、下塗層塗工液をエアナイフコーターにて乾燥後の塗工量が15g/m2となるように塗工、乾燥した。更にこの表面に、キャスト塗工層用塗工液をキャストコーターにて塗工、湿潤状態にある間に加熱されたドラムに圧接、乾燥、剥離し、乾燥後の塗工量が10g/m2のインクジェット記録用紙を得た。
以上のようにして得たインクジェット記録用紙について、以下の品質項目を測定し、表−1にまとめた。
インクジェット記録用紙のキャスト塗工層面を、JIS−Z−8741に準じ、入・反射角20°で測定した。
インクジェットプリンター(日本ヒューレット・パッカード社製、Deskjet 5650型、印字モード:その他のフォト用紙)にて黒色印字し、印字部分を、JIS−Z−8741に準じ、入・反射角20°で測定した。
インクジェットプリンター(日本ヒューレット・パッカード社製、Deskjet 5650型、印字モード:その他のフォト用紙)にて黒色印字し、印字部分を光学濃度計(グレタグ・マクベス社製、RD−19I型)にて記録濃度を測定した。
インクジェットプリンター(日本ヒューレット・パッカード社製、Deskjet 5650型、印字モード:その他のフォト用紙)にて赤と緑のブロックを隣合わせて印字し、境界部分のにじみの程度を目視で判定した。にじみがほとんど認められないものを◎、わずかに認められるものを〇、にじみが認められるが実用上問題のないレベルのものを△、にじみが大きく、実用上問題となるレベルのものを×と判定した。
インクジェットプリンター(日本ヒューレット・パッカード社製、Deskjet 5650型、印字モード:その他のフォト用紙)にて黒色印字し、印字部分のボコツキの程度を目視で判定した。ボコツキがほとんど認められないものを◎、わずかに認められるものを〇、ボコツキが認められるが実用上問題のないレベルのものを△、ボコツキが大きく、実用上問題となるレベルのものを×と判定した。
インクジェットプリンター(日本ヒューレット・パッカード社製、Deskjet 5650型、印字モード:その他のフォト用紙)にて黒色印字し、印字部分の押え歯車跡の程度を目視で判定した。押え歯車跡がほとんど認められないものを◎、わずかに認められるものを〇、押え歯車跡が認められるが実用上問題のないレベルのものを△、押え歯車跡が強く、実用上問題となるレベルのものを×と判定した。
Claims (7)
- 紙基材と、キャスト法により形成されたキャスト塗工層を有し、キャスト塗工層表面にインクジェット記録を行なうインクジェット記録用紙において、紙基材とキャスト塗工層の間に、吸水性を有する中空粒子を含有する下塗層を設けたことを特徴とするインクジェット記録用紙。
- 下塗層に含まれる中空粒子が、空隙率30%以上である請求項1記載のインクジェット記録用紙。
- 下塗層に含まれる中空粒子が吸水性を有する請求項1又は2記載のインクジェット記録用紙。
- 下塗層中の中空粒子の付着量が2g/m2以上である請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録用紙。
- キャスト塗工層と下塗層の間に中間層を有する請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェット記録用紙。
- キャスト塗工層がコロイダルシリカを含有する請求項5記載のインクジェット記録用紙。
- 中間層が、多孔質顔料とカチオン性樹脂、接着剤を含有することを特徴とする、請求項5又は6記載のインクジェット記録用紙。
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