JP2008132709A - インクジェット記録用紙 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録に最適で、高水準の光沢及び写像性を保持するインクジェット記録用紙を提供すること。
【解決手段】基材上に、少なくとも１層のインク受容層と、当該インク受容層上に形成された光沢層とを有するインクジェット記録用紙において、前記光沢層が、針状アルミナ水和物を含有し、さらに、バインダーとしてアクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂を含有する。前記光沢層は、リウェットキャスト法（再湿潤法）により鏡面仕上げされることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、水性顔料インクを用いるインクジェット記録に最適なインクジェット記録用紙に関する。

インクジェットプリンタによる記録は、騒音が少なく高速記録が可能であり、かつ多色化が容易なために多方面で利用されている。インクジェット記録に用いるインク中には多量の溶媒が含まれているため速やかに用紙に浸透させる必要があり、当初は上質紙やマット調塗工紙のインクジェット記録用紙が主体であったが、銀塩写真に近い画像が求められるにつれ、いわゆるキャストコート紙等の高光沢インクジェット記録用紙も増加している。

近年はデジタルカメラ、及びインクジェットプリンタが急速に普及しており、デジタルカメラからの画像をインクジェットプリンタで印字し、年賀葉書等を作成するといった用途もあり、この用途では、反光沢面である宛名面について、郵便番号や切手部分にオフセット印刷を行うため、印刷ムラのない用紙が要求される。

また、光沢感についても従来の光沢度ではなく、塗膜表面に物体が映ったときに、その像がどの程度鮮明かつ歪みなく映し出されるかを指標とした、いわゆる写像性を測定する技術が発達しており、要求品質の１つになっている。

特許文献１は優れた光沢と写像性を持たせるため、光沢層用塗料を塗布した湿潤状態の塗工層を凝固液等の凝固処理によりゲル状態にして、鏡面仕上げした加熱ドラムに圧着し乾燥する、いわゆるゲル化キャスト法（凝固法）を用い、光沢層にはアルミナ水和物を含有するインクジェット記録用紙が開示されている。また、アルミナ水和物の形状は、インク吸収性のよい平板状が好ましいとも記載されている。しかし、インクジェットプリンタの解像度が高まるにつれ、さらに高水準の写像性が求められてきている。
特開２００５−２４６８０６号公報

本発明は、上記現状に鑑み、インクジェット記録に最適で、高水準の光沢及び写像性を保持するインクジェット記録用紙を提供することを課題とするものである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、光沢層が含有するアルミナ水和物として形状が針状のものを用いることで写像性を高めることができることを見出した。しかしこの場合には、インク吸収性が低下し、ギロチン断裁及び印字時の紙粉発生量が多くなることがあった。インク吸収性と紙粉発生量はバインダー使用量の増減により調整可能なものの、例えばバインダーを増やすと紙粉発生量は減少するもののインク吸収性が悪化するという、相反するものであり、両立させることが困難であった。そこで本発明者らはさらに鋭意研究をした結果、光沢層のバインダーとしてアクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂を用いることで上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、基材上に、少なくとも１層のインク受容層と、当該インク受容層上に形成された光沢層とを有するインクジェット記録用紙であって、前記光沢層が、針状アルミナ水和物を含有し、さらに、バインダーとしてアクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂を含有することを特徴とするインクジェット記録用紙である。

本発明においては、前記光沢層がリウェットキャスト法（再湿潤法）により鏡面仕上げされたものであることが好ましい。

本発明のインクジェット記録用紙は、インクジェット記録に最適で、高水準の光沢及び写像性を保持するとともに、インク吸収性が高く、かつ、ギロチン断裁及び印字時の紙粉発生量を低減することができる。

基材に用いるパルプとしては特に限定されないが、例えば、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）や針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）や広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）等の化学パルプ；サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、リファイナーメカニカルパルプ（ＲＭＰ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、サーモグランドパルプ（ＴＧＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、ストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＰＧＷ）等の機械パルプ；デインキングパルプ（ＤＩＰ）、ウェストパルプ（ＷＰ）等の化学パルプや機械パルプ由来の古紙パルプ等が挙げられ、これらの中から１種又は２種以上を選択して用いることができる。これらのうち、白色度、平滑性向上の点から、ＬＢＫＰを原料パルプ全量の８０〜１００質量％用いることが好ましい。

パルプのカナダ標準濾水度（フリーネス）は３５０〜５００ｍｌとすることが好ましい。３５０ｍｌ未満では基材のクッション性が低下し、反光沢面の印刷適性が低下する傾向がある。５００ｍｌを超えると、基材の強度が低下し、ギロチン断裁時に紙粉が発生しやすくなる。

前記基材は、ＪＩＳ Ｐ ８２５１に準じた灰分率が１０〜２０重量％となるように、填料を含有することが好ましい。填料は、平滑性向上によりオフセット印刷でのムラを改善し、葉書用途として使用するための不透明度を向上させ、さらにはパルプの繊維間結合を抑え基材に空隙を生じさせることでクッション性を向上させ、インクジェットプリンタにおける搬送ギアによる穴開きや、連続印字時の搬送ロール押し付けによって反光沢面−光沢面の擦れによる光沢面への傷を低減することができる。上記灰分率が１０重量％未満では通信面にキズ入りが見られる場合があり、２０重量％を超えると反光沢面印刷時にブランケットに紙粉が付着しやすくなり、断裁時には紙粉が発生しやすくなる。

前記填料としては特に限定されないが、酸化チタン、クレー、タルク、炭酸カルシウム等が挙げられる。

オフセット印刷時の表面強度向上や紙粉低減の観点から、前記基材は、酸化澱粉、アセチル化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉等の各種澱粉を、内添及び／又は表面塗工によって含有することが好ましい。基材中の含有量は１〜１０ｇ／ｍ^２が好ましい。

前記基材は、その他の添加薬品として、紙力増強剤、内添サイズ剤、外添サイズ剤、歩留向上剤等、公知のものを含むことができる。

前記基材上には、インクを吸収して乾燥させるため、顔料及びバインダーを含む少なくとも１層のインク受容層を設ける。

前記顔料としては特に限定されないが、例えば、非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、炭酸マグネシウム、過硫酸バリウム、珪酸マグネシウム等の無機顔料が挙げられる。特に非晶質シリカは細孔容積が大きいためインク吸収性が良好であり、好ましい。

前記顔料の粒子径としては特に限定されないが、コールカウンター法による平均２次粒子径が１〜１０μｍの範囲が好ましい。１μｍ未満では層内の空隙がなくインク吸収性が低下する傾向があり、１０μｍを超えると層内の空隙が大きく印刷ムラが発生する傾向がある。

前記顔料を基材に接着させるバインダーとしては特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、スチレンブタジエン共重合体、酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、酸化澱粉、エーテル化澱粉、アクリル酸エステル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうち少なくとも１種類以上を選択して使用することができる。特にＰＶＡ及びＥＶＡを併用し、インク受容層におけるバインダー含有量を顔料１００重量部に対して有効成分基準で２０〜７０重量部とすることが、インク吸収性、表面強度の点で好ましい。

前記インク受容層の塗工量は特に限定されないが、例えば、乾燥重量で５〜１５ｇ／ｍ^２程度である。

前記インク受容層上には、顔料及びバインダーを含む光沢層を設ける。

当該顔料としては、写像性向上のため、少なくとも針状アルミナ水和物を含有する。本発明において、アルミナ水和物は、式Ａｌ_２Ｏ_３・ｎＨ_２Ｏ（ｎは１以上の整数）で表される化合物である。組成や結晶形態の違いにより、ジプサイト、バイアライト、ノルストランダイト、ベーマイト、ベーマイトゲル（擬ベーマイト）、ジアスポア、無定形非晶質等に分類されるが、ベーマイトはインクのにじみが少ないため好ましい。針状とは顕微鏡観察による長径／短径比が５〜５０、好ましくは１０〜３０である形状のことを示す。針状アルミナ水和物の大きさは特に限定されないが、長径は１００〜２００ｎｍ程度である。

針状アルミナ水和物以外の顔料としては、前記インク受容層と同様のものを使用することができるが、なかでもコロイダルシリカを使用することが好ましい。針状アルミナ水和物とコロイダルシリカを組み合わせて使用する場合には、両者の配合比率（重量基準）は針状アルミナ水和物：コロイダルシリカ＝４０〜５０：６０〜５０とすることがインク吸収性と光沢・写像性を満足させることができ、特に好ましい。

前記光沢層のバインダーとしては、顔料として針状アルミナ水和物を使用することによるインク吸収性・紙粉発生の悪化を防止するため、アクリル酸エステル系樹脂とウレタン樹脂を併用する。アクリル酸エステル系樹脂がない場合はプリンタ搬送時に紙粉が多く発生し、ウレタン樹脂がない場合はインク吸収性が劣る。本発明において、アクリル酸エステル系樹脂とは、主要モノマーとしてアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルを重合したものをいい、塩化ビニル、酢酸ビニル、ブタジエン等を共重合したものも含む。ウレタン樹脂とは、ジイソシアネートとジアルコールとを反応させて得られるウレタン結合含有重合体のことをいい、ポリオールやポリイソシアネートを反応させて網状構造を有するものも含む。

両バインダーの配合部数として特に限定されないが、アクリル酸エステル系樹脂は顔料１００重量部に対して有効成分基準で５〜４０重量部が好ましく、１０〜３０重量部がより好ましい。アクリル酸エステル系樹脂が少なすぎると紙粉が多く発生する場合があり、多すぎると光沢層表面が被膜化され、インク吸収性が劣る場合がある。ウレタン樹脂は顔料１００重量部に対して有効成分基準で１〜８重量部が好ましく、２〜５重量部がより好ましい。ウレタン樹脂が少なすぎると、紙粉が発生する場合があり、針状アルミナ水和物によるインク吸収性低下も発生しやすくなる。逆に多すぎると、光沢層表面が被膜化され、インク吸収性が劣る場合がある。

本発明が奏する効果を阻害しない範囲において、前記光沢層は、アクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂以外のバインダーを含有してもよい。

前記光沢層の塗工量は特に限定されないが、例えば、乾燥重量で５〜１５ｇ／ｍ^２程度である。

インク受容層、及び、光沢層の塗工液の塗布方法としては特に限定されないが、例えば、エアーナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、コンマコーター、ブレードコーター等の公知の塗工機を用いて塗工することができる。

本発明のインクジェット記録用紙では、銀塩写真並の高い光沢を持たせるため、鏡面仕上げを行ってもよい。その方法としては、光沢層用塗料を塗布した塗工層の表面が湿潤状態にある間に、該塗工層を加熱した鏡面に圧接した後、乾燥して行う、いわゆるキャストコート法によることが好ましい。キャストコート法は、一般に、（１）塗工層が湿潤状態にある間に、鏡面仕上げした加熱ドラムに圧着（圧接）して乾燥するウェットキャスト法（直接法）、（２）湿潤状態の塗工層を一旦（半）乾燥した後に再湿潤液により膨潤可塑化（湿潤）させ、鏡面仕上げした加熱ドラムに圧着し乾燥するリウェットキャスト法（再湿潤法）、（３）湿潤状態の塗工層を凝固液等の凝固処理によりゲル状態にして、鏡面仕上げした加熱ドラムに圧着し乾燥するゲル化キャスト法（凝固法）、の３種類に分けることができる。本発明では、リウェットキャスト法が白紙光沢を下げることなく光沢層を形成することができるため好ましい。

本発明のインクジェット記録用紙は、白紙光沢度８５％以上、写像性６５％以上を達成することができ、さらに、インク吸収性に優れ、プリンタにおいて紙粉発生量が少ないものである。

以下に実施例を掲げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１〜１０及び比較例１〜７
１．基材
原料として広葉樹晒クラフトパルプ１００％のパルプを使用し、フリーネスを３７０ｍｌとした。紙力剤、サイズ剤を絶乾パルプ１ｔに対してそれぞれ有効成分基準で５ｋｇずつ内添し、填料としてタルクを灰分１３％となるよう内添した。長網抄紙機で抄造・乾燥後、サイズプレスを用いて酸化澱粉を乾燥重量３．０ｇ／ｍ^２となるよう塗工し、米坪１５７ｇ／ｍ^２の基材を得た。
２．インク受容層
非晶質シリカ（グレース社製、品番：ＥＤ５）１００重量部に対して、バインダーとしてＰＶＡ（クラレ社製、品番：Ｒ１１３０）１５重量部、及び、ＥＶＡ（中央理化社製、品番：ＤＩ−１）１２重量部を含む塗工液を調製し、これを、前記基材の表面に、エアーナイフコーターで乾燥重量１０ｇ／ｍ^２となるよう塗工した。なお、各部数は有効成分基準の数字である。（以下も同様）
３．光沢層
針状アルミナ水和物（グレース社製、品番：ＥＭ５０７５、長径／短径比＝１５、長径１５０ｎｍ）４５重量部、及び、コロイダルシリカ（バイエル社製、品番：レバジル１００Ｓ）５５重量部からなる顔料１００重量部に対して、バインダーとしてアクリル酸エステル系樹脂（ダイセル化学社製、品番：Ａｓｉ−３００７）及びウレタン樹脂（日華化学社製、品番：ネオフィックスＩＪ−１７０）を表１記載の部数で含む塗工液を調整し、これを、インク受容層の塗工・乾燥後の表面に、エアーナイフコーターで乾燥重量１２ｇ／ｍ^２となるよう塗工し、リウェットキャスト法により鏡面仕上げを行った。

ただし、実施例１０では鏡面仕上げをゲル化キャスト法で行い、比較例１では針状アルミナ水和物の代わりに平板状アルミナ水和物（サソール社製、品番：ディスペラルＨＰ１４、長径／短径比＝１．２）を使用し、比較例２〜７についてはアクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂の代わりに、ＰＶＡ（クラレ社製、品番：ＰＶＡ１１７）及びＥＶＡ（中央理化社製、品番：ＤＩ−１）を表１記載の部数で使用した。
測定・評価方法
上記によって製造したインクジェット記録用紙について、以下のとおり測定・評価を行った。結果を以下の表１に示す。
１）白紙光沢
ＪＩＳ Ｐ ８１４２ に準じて７５度白紙光沢度を測定した。
２）写像性
ＪＩＳ Ｈ ８６８６−２に準じて測定した。
３）インクジェットプリンタ適性
インクジェットプリンタ（エプソン社製、ＰＭ−Ｇ８２０）にて印字後評価した。
３−１）紙粉
１００枚連続印字及びギロチン断裁を実施し、プリンタ内部のローラー及び断裁刃へ付着した紙粉を目視評価した。
◎：紙粉の発生は見られなかった。
〇：わずかに紙粉が見られた。
×：紙粉の付着が多く見られた。
３−２）インク吸収性
ベタ印字を行い、終了１０秒後に上質紙と貼り合わせて上質紙への転写を目視評価した。
◎：上質紙への転写は見られなかった。
〇：上質紙へわずかに転写した。
×：上質紙への転写が多く見られた。

表１の結果から、実施例１〜１０では、白色光沢度及び写像性が高く、紙粉の発生量は少なく、かつ、インク吸収性は良好であった。一方、アルミナ水和物として平板状のものを使用した比較例１では、写像性が低下した。また、光沢層のバインダーとしてアクリル酸エステル系樹脂及び／又はウレタン樹脂以外のものを使用した比較例２〜７では、紙粉の発生量が多く見られるか、又は、インク吸収性が低下した。

Claims (2)

1. 基材上に、少なくとも１層のインク受容層と、当該インク受容層上に形成された光沢層とを有するインクジェット記録用紙であって、
   前記光沢層が、針状アルミナ水和物を含有し、さらに、バインダーとしてアクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂を含有することを特徴とするインクジェット記録用紙。
2. 前記光沢層がリウェットキャスト法（再湿潤法）により鏡面仕上げされた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。