JP2012213930A

JP2012213930A - インクジェット記録用紙

Info

Publication number: JP2012213930A
Application number: JP2011081158A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Tanaka; 憲文田中; Atsushi Ono; 敦小野; Misaki Ohashi; 水咲大橋
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-11-08

Abstract

【課題】
低塗工量でエアナイフコーターでの塗工適正に優れ、かつ、インクジェットプリンターで使用する際に、顔料インク適正に優れ、かつ、特に黒インクの発色性に優れたインクジェット記録用紙を提供する。
【解決手段】
紙支持体の少なくとも一方の面に、無機顔料及びバインダーを含有するインク受容層を設けたインクジェット記録用紙において、インク受容層は片面当たりの塗工量が2〜5ｇ／ｍ^２であり、かつＢ型粘度が80〜300ｍＰａ・ｓである塗料をエアナイフコーターで塗工して設ける。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録用紙に関するものであり、高い発色性を有し、両面記録可能であり、かつ、エアナイフコーターでの塗工適正を持ったインクジェット記録用紙に関する。

インクジェット記録方式は、フルカラー化が容易なことや印字騒音が少ないことなどから近年急速に普及してきた。この方式はノズルから記録媒体に向けてインクの微小液滴を高速で飛翔、付着させて画像や文字などの記録を行うものである。
このため、多色、高精細化が容易であり、特に近年の高解像度フルカラープリンターでは、カラー印刷や銀塩写真と比べてもほとんど遜色のない画像も印字可能になった。そこで、現在一般家庭にも数多くのインクジェットプリンターが導入され、文書作成ソフトからの、文書記録、デジタル写真などのデジタル画像の記録などの用途で使用されている。
また、これらの用途にそれぞれ適した構成のインクジェット記録媒体が提案されている。たとえば、単に文字を記録する場合は、紙上に直接記録する普通紙タイプの媒体が使用され、銀塩写真に匹敵する解像度と色再現性を得たい場合は、塗工層としてインク受容層を設けた塗工紙タイプが使用される。特に高い光沢度が要求される場合、塗工紙タイプの塗工層を、例えばキャスト方式で形成したキャスト紙タイプなどが使用される。また、ポスターや展示用途の場合、塗工層を有するロール紙タイプが開発され使用されている。

インクジェット記録方式の種々の分野への展開の一つとして、印刷分野が挙げられる。従来この分野では、主にオフセット方式が用いられてきたが、この印刷方式は、版を必要とし、製版、印刷の工程を経るため、印刷物の完成までにある程度の時間を要する。一方、インクジェット記録方式では、記録媒体に直接、画像を形成するだけで印字物が得られることから、非常に効率的であり、安価に印字物を作成可能である。ただし、従来の印刷物の代替となるため、印字物にはオフセット印刷物と同等の風合いが求められる。

また、インクジェット記録方式では、同一の情報や図柄を多数枚連続して印字可能であるばかりでなく、一枚毎に情報や図柄を変更して連続印字することも可能である。この特徴を利用して、各種公共料金の請求書や領収書、クレジットカードの利用明細書、ダイレクトメール、テキスト、小冊子、カタログ、書籍などをインクジェットで印字する機会も増えてきている。

ところで、高品質なインクジェット記録画像を印字する場合、画像の色再現性を向上させるに伴い、プリンターから吐出されるインク量が多くなるため、インク受容層の形成が必要となり、このインク受容層には十分なインク吸収性能（速度および容量）が求められる（特許文献1）。

このようなことから、インクジェット記録媒体のインク受容層には例えば、シリカや、アルミナ、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルエマルジョン、インク定着剤（ポリアミン系、ＡＤＭＡＣ系、ポリアミジン系等）などを多量に用いているため、一般のオフセット印刷用塗工紙に比べ、製造原価が高い。そのため、原価を抑えるためにも低塗工量での塗工が好ましいが、塗工方式ごとにさまざまな問題がある。カーテン塗工では、3〜5ｇ／ｍ^２の低塗工量ではカーテン膜の安定性の面より、均一な塗工が困難である（特許文献2）。また、ロール塗工では、剥離ムラの可能性が考えられ、ブレード塗工では、原紙の凹凸に起因する塗工層の不均一さにより、印字ムラなどの問題が発生する。一方、エアナイフ塗工では、低塗工量でも均一な塗工が可能ではあるが、粘度条件等によってはロール上でのムラが発生し、これによって塗工層の均一性が損なわれ、インクジェット品質も低下する。そこで、これまでにカーテン塗工でのスラリー粘度を適性に調整することを目的に、ポリビニルアルコールを添加するなどの例もあるが、インク吸収性が不足するなどの点から好ましくない（特許文献3）。

特開2011−256688号公報特開2009−34563号公報特開2001−277703号公報

そこで、本発明は、低塗工量でエアナイフコーターでの塗工適正に優れ、かつ、インクジェットプリンターで使用する際に、顔料インク特性、特に、油性顔料インク適正に優れ、かつ、特に黒インクの発色性に優れたインクジェット記録用紙を得ることを目的とする。

本発明の発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の構成を用いることにより、本発明の目的を達成することを可能にした。

すなわち、本発明は、紙支持体の少なくとも一方の面に、無機顔料及びバインダーを含有するインク受容層を設けたインクジェット記録用紙において、該インク受容層は塗工量が2〜5ｇ／ｍ^２であり、かつＢ型粘度が80〜300ｍＰａ・ｓである塗料をエアナイフ方式で塗工して設けたものである。

さらに、無機顔料としてゲル法シリカを使用すると高い発色性が得られるため、好ましい。

本発明によれば、低塗工量でエアナイフコーターでの塗工適正に優れ、かつ、インクジェットプリンターで使用する際に、顔料インク特性、特に、油性顔料インク適正に優れ、かつ、特に黒インクの発色性に優れたインクジェット記録用紙を得ることができる。

本発明において、低塗工量での塗工適正に優れ、かつ、インクジェットプリンターで使用する際に、顔料インク特性、特に、油性顔料インク適正に優れるインクジェット記録用紙を得ることができる理由については、以下のように説明される。

インク受容層を基紙に塗工する際に、低塗工量で均一に塗布するためには、エアナイフコーターが適している。しかし、低塗工量での塗工には、塗料濃度を低下させる必要があるが、同時に粘度も低くなってしまうため、塗工ムラが発生するなど塗工適正の悪化が見られる。そこで、塗料粘度を上げ、塗工適正を最適化するために、ポリアクリルアミドを添加することで、良好な塗工適正をもち、かつ、エアナイフ塗工に適した塗料を作成することが可能になった。本発明においては、塗料のＢ型粘度を80〜300ｍＰａ・ｓとすることが必須である。塗料のＢ型粘度を80ｍＰａ・ｓ未満では、塗工ムラが発生するなど塗工適正が悪化する。また、Ｂ型粘度が300ｍＰａ・ｓを超えると、塗工量調整が困難になり、塗工面の表面性・乾燥性が悪化することから、エアナイフ塗工には適さない。

本発明におけるインクジェット記録用紙は、シート状を有する支持体とその少なくとも型面上に形成されたインク受容層からなる。本発明のインクジェット記録用紙の支持体は特に制限されるものではなく、木材パルプ主体の紙、またはポリエチレンなどのプラスチック類、もしくは木材繊維や合成繊維を主体とした不織布のごときシート状物質使用することができる。また前述した異なる種類のシート状物質を貼り合わせたものを支持体として用いることもできる。本発明においては、特にインク吸収性に優れるという点で、紙を支持体として使用することが望ましい。

紙支持体を構成する木材パルプとしては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パルプを単独あるいは併用して用いることが可能である。紙支持体は上記木材パルプには必要に応じて従来公知の填料やバインダー及びサイズ剤や定着剤、歩留まり向上剤、紙力増強剤等の各種添加剤を混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等の各種抄紙機にて紙匹を形成した後に、乾燥させて得ることができる。なお、紙支持体においては内添サイズ剤の添加の有無、内添填料の有無、サイズプレスの有無等は何等制限しない。なお、原紙の坪量は特に制限されないが、25〜400ｇ／ｍ^２程度のものが好適に利用できる。

本発明のインク受容層に用いられる無機顔料としては、以下のような従来公知の白色顔料を使用することが出来る。例えば、シリカ、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、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、コロイダルアルミナ、ベーマイト、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどである。

本発明のインク受容層においては、平均粒子径2〜3μｍのゲル法シリカを含有することが好ましく、印字品質が良好なインクジェット記録用紙を得ることができる。このようなゲル法シリカは、粒径が小さく、吸油量が高いことが特徴である。そのため、低塗工量でも高いインク吸収性が期待でき、また、小粒径であることから、原紙の被覆性も良好である。

本発明のインク受理層には有機球状粒子を含有させてもよい。有機球状粒子としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、スチレン共重合樹脂など一般的な有機物の球状粒子を挙げることができる。

本発明のインク受容層には、塗膜としての特性を維持するために親水性結着剤を含有する。親水性結着剤とは、例えばポリビニルアルコール及びその変性物、酸化デンプン、エーテル化デンプン、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、カルボキシメチルセルロース、ＳＢラテックス、ＮＢラテックス、アクリルラテックス、酢酸ビニル重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル系ラテックス、ポリウレタン、不飽和ポリエステル樹脂等が使用できる。

本発明においては、これらの親水性結着剤の少なくとも１種を使用することができるが、その配合部数は、前記した無機顔料100重量部に対し、20〜80重量部であることが好ましい。結着剤の配合部数が少ないと表面強度が不十分となり、多すぎるとインク吸収性が不十分となる。

本発明ではインク受容層にカチオン性水溶性樹脂を含有することも好ましい。本発明で使用されるカチオン性水溶性樹脂としては、二級アミン、三級アミン、及び四級アンモニウム塩としてポリエチレンイミン塩、ジメチルアミンエピハロヒドリン縮合体、ポリビニルアミン塩、ポリアリルアミン塩、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート四級塩、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩、ジアリルアミンアクリルアミド共重合体塩、ポリスチレンの四級アンモニウム塩等が挙げられる。またこれらカチオン性樹脂の２種類以上を配合使用することも可能である。

また、支持体あるいはインク受容層に、サイズ剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、界面活性剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、保水剤などを必要に応じ適宜含有させることもできる。

本発明において、支持体上に設けられるインク受容層あるいは下塗り層の総数及び構成については特に限定されるものではないが、インク受容層の塗工量（乾燥塗工量）は片面当たり2〜5ｇ／ｍ^２とすることが必須である。

本発明においてインク受容層には、塗料の粘度を調整するために、ポリアクリルアミドを含有することが好ましい。ポリアクリルアミドの添加量は、前記した無機顔料100重量部に対して、5〜20重量部であることが好ましい。また、塗料粘度を80〜300ｍＰａ・ｓに維持するためには、ポリアクリルアミド添加量は5〜20重量部が好ましいが、10重量部以下の添加でも、十分な印字濃度、ベタ印字適性が確認されることから、5〜10重量部での添加が特に好ましい。

ポリアクリルアミドはＢ型粘度が8,000〜13,000ｍＰａ・ｓのものが好ましい。このようなポリアクリルアミドは、他のポリアクリルアミドと比較して、スラリー増粘効果が高いことから塗料の粘度を調整する上で好ましい。

本発明においては、インク受理層を基紙表面にエアナイフコーターにより設ける。オンマシン又はオフマシンのいずれでも構わない。また、インク受容層を塗工した後にインク受理層をマシンカレンダー、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することも可能である。

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、本発明はこれらによって限定されるものではない。また、実施例において示す「部」及び「％」は、特に明示しない限り質量部及び質量％を示す。

［実施例１］
（基紙）
広葉樹漂白クラフトパルプを叩解してカナダ標準濾水度を350ｍｌに調整したパルプスラリー70部、及び、古紙パルプスラリー30部（カナダ標準濾水度350ｍｌ）に対して、中性ロジンサイズ剤0.3部、硫酸バンド0.3部、カチオン化澱粉0.7部、填料として炭酸カルシウム13部、カオリン6.5部、歩留まり向上剤0.015部を添加して、ツインワイヤー型の抄紙機で抄紙した。その後、この原紙の両面に、ポリビニルアルコール（製品名：ＰＶＡ−117、株式会社クラレ製）1.5％の液をサイズプレスにより乾燥重量が両面で2ｇ／ｍとなるように塗布し、乾燥後マシンカレンダー処理して坪量49ｇ／ｍ^２の基紙を製造した。
（インク受容層）
無機顔料としてゲル法シリカ（製品名：ニップジェルＡＺ−200、平均粒径2.4μｍ、吸油量330ｍｌ／100ｇ、東ソー・シリカ株式会社製）100部、有機球状粒子（製品名：アートパールGR−600、透明アクリル樹脂、平均粒径６μｍ、根上工業株式会社製）0.5部、ポリビニルアルコール（製品名：PVA−117、株式会社クラレ製）80部、インク定着剤（製品名：ＤＫ−6872、田岡化学工業製）20部、消泡剤（製品名：ＳＮデフォーマー480、サンノプコ株式会社製）0.4部、蛍光染料（製品名：ブランコフォアＺ−ＪＰＮ、ケミラジャパン社製）、ポリアクリルアミド（製品名：ポリストロン1280、荒川化学工業製、Ｂ型粘度7,000〜13,000ｍＰａ・ｓ）5部、及び希釈水等を適宜添加した、固形分が９％のインク受容層用塗料を、エアナイフコーターを用いてその乾燥塗工量が片面当たり3ｇ／ｍ^２となるように基紙の両面に塗工してインクジェット記録用紙を得た。

［実施例２］
インク受容層用塗料において、ポリアクリルアミドの配合部数を9部に変更したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

［実施例３］
インク受容層用塗料において、ポリアクリルアミドの配合部数を20部に変更したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

［比較例１］
インク受容層用塗料において、ポリアクリルアミドを配合しなかった以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

［比較例２］
インク受容層用塗料において、ポリアクリルアミドの配合部数を30部に変更したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。

実施例１〜３、比較例１〜２で得られたインクジェット記録用紙について、以下の評価を行い、得られた結果を表１に示す。

＜評価方法＞
実施例及び比較例における各々のインクジェット記録用紙および塗料の評価を、以下に示す方法により行った。
（評価項目）
１．Ｂ型粘度
インク受容層用の塗料のＢ型粘度を測定した。
２．ベタムラ
印字は、全て高速枚葉インクジェットプリンターORPHIS HC 5000（理想化学工業社製）にて行った。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックについて各ベタ画像を印字し、23℃、50％ＲＨ環境下で24時間放置した後に、目視にて、（良）◎−○−△−×（悪）の4段階の評価を行った。
３．発色性
印字は、全て高速枚葉インクジェットプリンターORPHIS HC 5000（理想化学工業社製）にて行った。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックについて各ベタ画像を印字し、23℃、50％ＲＨ環境下で24時間放置した後に、各画像部の印字濃度を反射濃度計（MACBEATH RD194I）で測定した。

表１から、実施例１〜３で製造したインクジェット記録用紙は、発色性、インク吸収性に優れ、かつ、特に低塗工量でのカーテン塗工に適した両面インクジェット記録用紙であることが分かる。また、黒インクにおいて高い印字濃度が得られるインクジェット用紙であることが分かる。これに対して、比較例１で製造したインクジェット記録用紙は、スラリー粘度が低く、エアナイフ方式で塗工を行うと、ロール上でのムラが発生してしまうという問題点が挙げられる。また、比較例２で製造したインクジェット記録用紙は、スラリー粘度が非常に高いため、塗工量調整が困難かつ、乾燥性・表面性が悪く、エアナイフ塗工には適さなかった。

Claims

紙支持体の少なくとも一方の面に、無機顔料及びバインダーを含有するインク受容層を設けたインクジェット記録用紙において、該インク受容層は片面当たりの塗工量が2〜5ｇ／ｍ^２であり、かつＢ型粘度が80〜300ｍＰａ・ｓである塗料をエアナイフコーターで塗工して設けたものであるインクジェット記録用紙。
前記インク受容層の顔料として、平均粒子径が2〜3μｍのゲル法シリカを含有する請求項１に記載のインクジェット記録用紙。
前記塗料が、無機顔料100質量部に対してポリアクリルアミドを5〜20質量部を含有する請求項１ないし２記載のインクジェット記録用紙。
紙支持体の少なくとも一方の面に、顔料及びバインダーを含有し塗工量が2〜5ｇ／ｍ^２のインク受容層を設けたインクジェット記録用の製造方法において、前述インク受容層はＢ型粘度が80〜300ｍＰａ・ｓである塗料をエアナイフコーターで塗工して設けることを特徴とするインクジェット記録用紙の製造方法。