JP2011042137A - インクジェット用ロール紙 - Google Patents

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浩 浅川
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斉 芳野
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Hitoshi Nagashima
斉 永島
Bunichi Nakamura
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Abstract

【課題】両面印刷用の記録媒体が巻芯に巻き取られたインクジェット用ロール紙に対して、カールが低減されたインクジェット用ロール紙を提供する。
【解決手段】支持体の両面にそれぞれ少なくとも1層のインク受容層が設けられたインクジェット用記録媒体が巻芯にロール状に巻き取られたインクジェット用ロール紙であって、該記録媒体の長手方向の剛度S(N)と巻芯の外径D(m)がS/D2≦900(N/m2)の関係にあることを特徴とするインクジェット用ロール紙。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェットプリンタ等による印刷で用いられるインクジェット用ロール紙に関する。
プリンター等に使用される用紙は一般的に定型寸法に切断されたカット紙と一定の幅で筒状芯に巻かれた長尺タイプのロール紙と呼ばれるものに大別され、それぞれ用途により使い分けられている。特に近年はパノラマ印刷に代表される長尺高画質のインクジェットプリンタでの印刷や、ミニラボ機に代表されるようなインクジェットによる写真の印刷が行われ、より使い勝手の良いロール紙の要求が高まりつつある。更に、アルバム作成用にミニラボ機を用いて両面印字可能な記録媒体に印刷した画像を用いるなど、両面印字に適したロール紙への要求も高まりつつある。特に、ロール紙を用いて両面印字を行う際に要求される性能として、ロール状の記録媒体のカールを制御することが挙げられる。
前記要求に対し長尺の記録材料を所定の幅、長さに加工し巻芯に巻き付けた小巻ロールであり巻芯が紙管であって、紙管の肉厚が2mm以上8mm以下、外径が40mm以上100mm以下であるインクジェット用ロール紙が開示されている(特許文献1)。また、長尺シートの表面にインク受容層を有するコート層を内側に巻き、印字前にコート層を有するシートの裏側面からカール矯正部材によってカール矯正を施すロール紙と記録装置の組み合わせが開示されている(特許文献2)。更に、巻取り状物において、塗工層が外側となるように巻き取られており、かつ、巻き取り矯正行程において、塗工層の表面に外力付与手段を接触させる製造方法が開示されている(特許文献3)。
特開2003−175667号公報 特開2002−307808号公報 特開2007−190698号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている技術概念は、記録材料をロール状に巻き取ることにより発生する巻きグセを利用し、印刷すべき側の面を外側にした適度な巻きグセを意図的に発生させることである。このため、印刷すべき面が表裏に存在する場合には、一方の面では安定的に印刷を行うことが可能であっても、その対向する面に印刷する場合にはカールにより問題が生じる場合があった。また、両面に印刷が施された後も一方の面に凸状にカールしており、外観上問題が生じる場合があった。特許文献2、3に記載されている技術概念は、いずれもロール紙のカールを外力付与により矯正するものである。特許文献2では、印刷面が片面であり、その対向する面から外力付与を行う方法によってカールを矯正しているが、この方式では両面に印刷面が存在する場合には外力付与の際に印刷面に傷等が発生し、画像品位が低下する場合があった。また、特許文献3には印刷面への外力付与を行うことによってカールを矯正しているが、同様に外力付与の際に印刷面に傷等が発生し、画像品位が低下する場合があった。
そこで、本発明者は、記録媒体の剛度と記録媒体を巻き取る巻芯の外径に関する検討を行った。この結果、以下のような知見が得られた。(a)記録媒体の剛度は小さい方が巻きグセが小さい傾向にある。(b)巻芯の外径は大きい方が巻きグセが小さい傾向にある。そして、本発明者は前記特性(a)および(b)の間に一定の関係性を見出し、その範囲を制御すれば良いことを発見した。
本発明は、この新たな知見に基づいてなされた発明であり、両面印刷用の記録媒体が巻芯に巻き取られたインクジェット用ロール紙であって、カールが低減されたインクジェット用ロール紙を提供することを目的とする。
本発明に係るインクジェット用ロール紙は、支持体の両面にそれぞれ少なくとも1層のインク受容層が設けられたインクジェット用記録媒体が巻芯にロール状に巻き取られたインクジェット用ロール紙であって、前記記録媒体の長手方向の剛度S(N)と前記巻芯の外径D(m)が下記式(1)の関係にあることを特徴とする。
S/D2≦900(N/m2) (1)
本発明によれば、両面に印刷可能なインクジェット用記録媒体をロール状に加工した場合でも、記録媒体を巻き出した際の記録媒体のカールが少ない。これにより、カールの強制等による印刷面等の傷つきを回避することができ、印刷時にもカールによる不具合が発生せず、切り出した際カールが少なくフラットな状態になるため外観上高品位に保つことが可能となる。
本発明のインクジェット用ロール紙の一例を示した概略図である。
(インクジェット用ロール紙)
本発明に係るインクジェット用ロール紙は、支持体の両面にそれぞれ少なくとも1層のインク受容層が設けられたインクジェット用記録媒体が巻芯にロール状に巻き取られたインクジェット用ロール紙であって、前記インクジェット用記録媒体の長手方向の剛度S(N)と前記巻芯の外径D(m)が下記式(1)の関係にある。
S/D2≦900(N/m2) (1)。
前記式(1)のS/D2が900を超える場合、インクジェット用ロール紙を巻き出した際にカールが発生するため好ましくない。S/D2が600以下であることがカール発生をより抑制できるため好ましい。
なおインクジェット用記録媒体の長手方向の剛度S(N)は、JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法 No.40:2000の方法に従い、ガーレー式ステフネステスター(形式:「ST−401」、テスター産業(株)製)を用いて測定した値である。
(巻芯)
前記巻芯は特に限定されるものではなく、例えば、硬質紙管原紙を巻回し円筒状に加工した後、所望の長さに切断した紙管が挙げられる。また、紙管に必要に応じて表面を研磨仕上げ、あるいはウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂棟で吹き付け塗装後研磨仕上げしたものを用いると良い。紙管原紙の巻回・成形方法は特に限定されるものではない。例えば、該原紙を所望の大きさに切断後、樹脂等を含浸させて数回平巻きにし、熱プレス等の方法により表面を硬化させる方法が挙げられる。また、断面を台形状、平行四辺形状に加工した帯状の紙管原紙に樹脂等を含浸させた後、切断加工面を重ね合わせながら螺旋状に巻き上げ、熱プレス等の表面を硬化させる方法等も用いられる。また、全体がプラスチックできた管状のものも使用できる。更に、紙管、プラスチック管にゴム、スポンジ等クッション効果のあるものを巻き付けたものを用いても良い。
巻芯の外径Dは前記式(1)の記録媒体の剛度Sとの関係を満たすものであれば特に限定されるものではないが、0.10m(4inch)以上が好ましく、0.13m(5inch)以上がより好ましい。0.10m(4inch)未満では選択可能な記録媒体の剛度の数値が小さくなりすぎ、写真やアルバム等の用途を考えた時には品位が低下する場合がある。逆に0.15m(6inch)を超えると、紙管が大きいため、ロール紙全体の外径が大きくなり、印刷装置に実装しにくくなる、また取り扱いが不便になる場合があるため好ましくない。
(インクジェット用記録媒体)
本発明に係るインクジェット用記録媒体は、支持体の両面にそれぞれ少なくとも1層のインク受容層が設けられている。支持体、インク受容層は、特開2006−289864号公報等に記載されているように、従来公知の支持体、インク受容層を用いることができる。
前記支持体としては、例えば、LBKP、NBKP等の化学パルプ、GP、PGW、RMP、TMP、CTMP、CMP、CGP等の機械パルプ、DIP等の古紙パルプ、等の木材パルプや、ポリエチレン繊維等の合成繊維パルプを主成分とする。顔料およびサイズ剤や定着剤、歩留り向上剤、紙力増強剤等の通常抄紙に使用されている各種添加剤を1種以上必要に応じて混合する。長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤ抄紙機等の装置で製造された原紙、該原紙に澱粉、ポリビニルアルコール等でのサイズプレスやアンカーコート層を設けた原紙、それらの上にコート層を設けたアート紙、コート紙、キャストコート紙等の塗工紙も含まれる。このような原紙および塗工紙にそのままインク受容層を設けても良い。また、インクジェット記録用紙としての良好な記録特性と光沢性を得るために、支持体表面の平滑性を向上する目的で、マシンカレンダー、TGカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置をインク受容層塗工の前段階で使用しても良い。また支持体としては前記原紙上にポリオレフィン樹脂層を設けても良いし、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、ポリウレタン等の合成樹脂やこれらの混合物のフィルム材や該合成樹脂を繊維化して成型したシートも含まれる。これらの中でも、本発明において支持体としては上述した支持体の中でも、インク受容層形成後の記録媒体の光沢感等の品位の点から、ポリオレフィン樹脂層を設けたレジンコート紙を用いるのが好ましい。
支持体の剛度としては、被記録媒体とした時の剛度に大きく影響を与えるため、インク受容層の乾燥塗工量にもよるが、長手方向のガーレー剛度を測定した時に16N以下が好ましく、8N以下がさらに好ましい。
前記インク受容層は、例えば、顔料、バインダーを含むことができる。
前記顔料としては、染料定着性、透明性、印字濃度、発色性、及び光沢性の点で、特にアルミナ水和物を主成分として含有させることができるが、下記無機顔料、有機顔料を使用することもできる。無機顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、珪酸アルミニウム、珪藻土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、水酸化マグネシウム等が挙げられる。有機顔料としては、例えば、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン粒子、マイクロカプセル粒子、尿素樹脂粒子、メラミン樹脂粒子等が挙げられる。これらから選択された1種又は必要に応じて選択された2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記バインダーとしては、ポリビニルアルコールを用いることが好ましい。それ以外に、ポリビニルアルコールの変性体、澱粉又はその変性体、ゼラチン又はその変性体、カゼイン又はその変性体、アラビアゴム、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、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどのセルロース誘導体、SBRラテックス、NBRラテックス、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、官能基変性重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体などのビニル系共重合体ラテックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸又はその共重合体、アクリル酸エステル共重合体等の従来公知のバインダーを使用することも可能である。これらのバインダーは単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
前記インク受容層は必要に応じてその他の添加剤を含有しても良く、例えば分散剤、増粘剤、pH調整剤、潤滑剤、流動性変性剤、界面活性剤、消泡剤、離型剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を含んでもよい。
前述したインク受容層の材料を含むインク受容層用塗工液を支持体上に塗布した後の乾燥後の塗工量としては、30〜50g/m2となるようにすることが好ましい。上記範囲に満たない場合は、特に、シアン、マゼンタ、イエローの3色のインクに、ブラックインクの他、複数の淡色インクが加えられているようなプリンターに用いた場合に、十分なインク吸収性が得られず、即ち、インク溢れが生じる。これにより、ブリーディングとなる場合が発生したり、基材にまでインク染料が拡散し、印字濃度が低下する場合があるので好ましくない。また、上記範囲を超える場合には、クラックの発生を抑え切れない場合がある。一方、30g/m2より多いと、高温高湿環境下においても十分なインク吸収性を示すインク受容層が得られるので好ましく、乾燥塗工量を50g/m2以下とすると、インク受容層の塗工ムラが生じにくくなり、安定した厚みのインク受容層を製造できる。
また、インク受容層の乾燥塗工量も被記録媒体の剛度に影響を与えるため、目標とするインク受容層の塗工量に従って、基材の剛度を調整する必要がある。
インクジェット用記録媒体の製造方法についても、特開2006−289864号公報等と同様にして、支持体の両面に少なくとも1層のインク受容層を設けることで製造することができる。本発明においては、支持体上に同一の又は異なる種類のインク受容層を2層以上形成してもよい。
(インクジェット用ロール紙の製造方法)
本発明に係るインクジェット用ロール紙は、前記巻芯に前記インクジェット用記録媒体を、巻き取り機を用いて巻きつけることにより製造することができる。巻き取り機の方式は特に限定されるものではないが、ゴムロール等のタッチロールをインクジェット用記録媒体に押し当てながら巻き取りドラムを駆動させる方式が蛇行等を防止する観点から好ましい。
巻芯に巻き取られるインクジェット記録媒体にかかる張力は、20N/m(2kgf/m)以上、200N/m(20kgf/m)以下であることが好ましい。20N/m(2kgf/m)未満の場合には、インクジェット用ロール紙の運搬中に巻ズレ等が発生する場合がある。200N/m(20kgf/m)を超える場合には、インクジェット用記録媒体のインク受容層が変形し印刷特性の不良を引き起こす場合がある。また、インクジェット記録媒体の面にかかる圧力が大きくなりすぎ、圧力によって大きな巻グセがつくことで、カールを制御しにくくなる場合がある。
巻き取り時の張力は、巻芯に近い内周部から外周部にかけて均一でも良いが、徐々に強くすることも巻ズレ防止とインク受容層の変形防止とを両立するのに有効である。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。但し、本発明の内容はこれらの実施例によって限定されるものではない。また、「部」は「質量部」を示す。
(記録媒体及びロール紙の評価方法)
・剛度S
作製した記録媒体の長手方向の剛度をJAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法 No.40:2000の方法に従い、ガーレー式ステフネステスター(形式:「ST−401」、テスター産業(株)製)を用いて測定した。
・カール
まず、紙管の幅が152.4mm(6inch)、紙管外径がそれぞれ76.2、101.6、127.0、152.4mm(それぞれ3、4、5、6inch)の紙管を準備した。図1に示したように、作製したインクジェット用記録媒体cを塗工した方向に長さ2000.0mmに、塗工した方向に垂直な方向に長さ152.4mmで断裁した。そして、それぞれの紙管bに記録媒体の長手方向dを196N/m(20kgf/m)の張力で引っ張りながら、巻きつけてインクジェット用ロール紙aを作製した。その後、記録媒体の端部をテープで固定し、常温常湿下で24時間保存した。
24時間保存後、巻きつけた記録媒体を紙管から外し、紙管の巻き芯に最も近い部分から長さ297.0mmで切り出した。それを常温常湿下において、紙管に巻きつけた状態の時に記録媒体の外側を向いていた面を平坦な台の上に下にして置き、記録媒体の4角の台からの高さを定規(ステンレス直定規「TZ−RS15」(製品名):KOKUYO製)で測定して数値を平均した。評価は以下のような4段階の基準で行った。
A:平均カール量が5mm以下
B:平均カール量が5mmを超えて、10mm以下
C:平均カール量が10mmを超えて、15mm以下
D:平均カール量が15mmを超える。
A、B、Cは印刷時にプリンターの記録部と接触することなく印刷可能であり、外観上及び実用上問題ない範囲、若しくは許容できる範囲である。Dは印刷時にプリンターの記録部と接触する可能性があり、外観上許容できない範囲である。
(記録媒体の製造方法)
(支持体の作製例1)
軽質炭酸カルシウム20部を広葉樹晒クラフトパルプ100部のスラリー中に添加し、更にカチオン澱粉2部、無水アルケニルコハク酸系中性サイズ剤0.3部を添加し、十分に混合して抄紙原料とした。該抄紙原料を、長網多筒式抄紙機を用いて水分10%まで乾燥させ、サイズプレスで酸化澱粉の7%溶液を両面に対し4g/m2塗布、乾燥し、水分7%まで乾燥させて坪量80g/m2の基紙を作製した。該基紙の表裏両面に低密度ポリエチレン70部と低密度ポリエチレン20部からなる樹脂組成物を15g/m2塗布し、坪量110g/m2の支持体Aを作製した。
(支持体の作製例2)
基紙の坪量を90g/m2、前記樹脂組成物の塗工量を20g/m2とした以外は支持体Aと同様にして支持体Bを作製した。
(支持体の作製例3)
基紙の坪量を110g/m2、前記樹脂組成物の塗工量を25g/m2とした以外は支持体Aと同様にして支持体Cを作製した。
(支持体の作製例4)
基紙の坪量を140g/m2、前記樹脂組成物の塗工量を30g/m2とした以外は支持体Aと同様にして支持体Dを作製した。
(支持体の作製例5)
基紙の坪量を165g/m2、前記樹脂組成物の塗工量を30g/m2とした以外は支持体Aと同様にして支持体Eを作製した。
(支持体の作製例6)
基紙の坪量を200g/m2、前記樹脂組成物の塗工量を40g/m2とした以外は支持体Aと同様にして支持体Fを作製した。
(インク受容層用塗工液の調製例)
イオン交換水314.7部に無水酢酸2.0部を添加して十分攪拌した後、無機微粒子としてアルミナ水和物(商品名:「Disperal HP14」、SASOL製)を100部添加して十分攪拌し、コロイダルゾルを得た。得られたコロイダルゾルをアルミナ水和物が22質量%となるように適宜希釈してコロイダルゾルAを得た。
一方、ポリビニルアルコール(商品名:「PVA235」、クラレ(株)製、重合度:3500、ケン化度:88%)をイオン交換水に溶解させて、固形分8.0質量%のPVA水溶液を得た。そして、前記コロイダルゾルAに前記PVA水溶液を、アルミナ水和物の固形分に対して、PVA固形分換算((バインダー)/(アルミナ水和物)×100)が9%となるように混合した。次に、3.0質量%ホウ酸水溶液を、アルミナ水和物の固形分に対してホウ酸固形分換算で1.7質量%となるように混合して、インク受容層用塗工液を得た。
(記録媒体の作製例1)
支持体Aの一方の面に、インク受容層用塗工液を乾燥後の塗工量が30g/m2となるように塗布した。なお、塗工液の塗工は、スライドダイを用いて40℃で行った。次に、これを60℃で乾燥して、次いで、インク受容層の設けていない面に、インク受容層塗工液を乾燥後の塗工量が30g/m2となるようにスライドダイを用いて塗布し、60℃で乾燥して記録媒体1を作製した。
(記録媒体の作製例2)
支持体Aを支持体Bに変更した以外は記録媒体1と同様にして記録媒体2を作製した。
(記録媒体の作製例3)
支持体Aを支持体Cに変更した以外は記録媒体1と同様にして記録媒体3を作製した。
(記録媒体の作製例4)
支持体Aを支持体Dに変更した以外は記録媒体1と同様にして記録媒体4を作製した。
(記録媒体の作製例5)
支持体Aを支持体Eに変更した以外は記録媒体1と同様にして記録媒体5を作製した。
(記録媒体の作製例6)
支持体Aを支持体Fに変更した以外は記録媒体1と同様にして記録媒体6を作製した。
<実施例1>
記録媒体1を塗工した方向に長さ2000.0mm、塗工した方向に垂直な方向に長さ152.4mmで断裁した。それを外径が101.6mm(4inch)、幅が152.4mmの紙管に引っ張りながら長手方向を巻きつけて記録媒体1の端部をテープで固定しインクジェット用ロール紙1を作製した。
<実施例2>
実施例1の紙管の外径を127.0mm(5inch)にした以外は実施例1と同様にしてインクジェット用ロール紙2を作製した。
<実施例3>
実施例1の紙管の外径を152.4mm(6inch)にした以外は実施例1と同様にしてインクジェット用ロール紙3を作製した。
<実施例4>
記録媒体1に代えて記録媒体2を用いた以外は実施例1と同様にしてインクジェット用ロール紙4を作製した。
<実施例5>
記録媒体1に代えて記録媒体2を用いた以外は実施例2と同様にしてインクジェット用ロール紙5を作製した。
<実施例6>
記録媒体1に代えて記録媒体2を用いた以外は実施例3と同様にしてインクジェット用ロール紙6を作製した。
<実施例7>
記録媒体1に代えて記録媒体3を用いた以外は実施例2と同様にしてインクジェット用ロール紙7を作製した。
<実施例8>
記録媒体1に代えて記録媒体3を用いた以外は実施例3と同様にしてインクジェット用ロール紙8を作製した。
<実施例9>
記録媒体1に代えて記録媒体4を用いた以外は実施例2と同様にしてインクジェット用ロール紙9を作製した。
<実施例10>
記録媒体1に代えて記録媒体4を用いた以外は実施例3と同様にしてインクジェット用ロール紙10を作製した。
<実施例11>
記録媒体1に代えて記録媒体5を用いた以外は実施例3と同様にしてインクジェット用ロール紙11を作製した。
<実施例12>
記録媒体1に代えて記録媒体6を用いた以外は実施例3と同様にしてインクジェット用ロール紙12を作製した。
<比較例1>
紙管の外径を76.2mm(3inch)とした以外は実施例1と同様にしてインクジェット用ロール紙13を作製した。
<比較例2>
紙管の外径を76.2mm(3inch)とし、記録媒体1に代えて記録媒体2を用いた以外は実施例1と同様にしてインクジェット用ロール紙14を作製した。
<比較例3>
記録媒体1に代えて記録媒体3を用いた以外は実施例1と同様にしてインクジェット用ロール紙15を作製した。
<比較例4>
記録媒体1に代えて記録媒体4を用いた以外は実施例1と同様にしてインクジェット用ロール紙16を作製した。
<比較例5>
記録媒体1に代えて記録媒体5を用いた以外は実施例2と同様にしてインクジェット用ロール紙17を作製した。
<比較例6>
記録媒体1に代えて記録媒体6を用いた以外は実施例2と同様にしてインクジェット用ロール紙18を作製した。
前記記録媒体の作製例1〜6で作製した記録媒体について剛度Sの評価を、実施例1〜12及び比較例1〜6で作製したインクジェット用ロール紙についてカールの評価を行った。結果を表1に示す。
Figure 2011042137
表1の結果より、S/D2値が900N/m2以下の実施例1〜12のインクジェット用ロール紙では、カール評価結果はすべてC以上であった。さらに、S/D2値が600N/m2以下の実施例2、3、5、6、8、10ではカール評価結果はB以上であり、より効果的にカールが抑制されていることが確認された。これに対して比較例のインクジェット用ロール紙ではいずれもカール評価結果はDであり、実施例よりもカール抑制効果が低い結果であった。これより、本発明に係るインクジェット用ロール紙は両面印字用の記録媒体のカールを効果的に防止できることが分かる。
a インクジェット用ロール紙
b 紙管
c 記録媒体
d 記録媒体の長手方向
e 記録媒体の幅方向

Claims (2)

  1. 支持体の両面にそれぞれ少なくとも1層のインク受容層が設けられたインクジェット用記録媒体が巻芯にロール状に巻き取られたインクジェット用ロール紙であって、
    前記記録媒体の長手方向の剛度S(N)と前記巻芯の外径D(m)が下記式(1)の関係にあることを特徴とするインクジェット用ロール紙。
    S/D2≦900(N/m2) (1)
  2. 前記式(1)のS/D2が600(N/m2)以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用ロール紙。
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