JP2017148967A - インクジェット記録用紙及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】インク受容層を有さないにもかかわらず、インクジェット印刷の印刷画質に優れ、裏透け及び裏抜けを防止でき、新聞用紙として使用する場合には、色調及び帳合適性にも優れるインクジェット記録用紙を提供する。【解決手段】本発明のインクジェット記録用紙は、脱墨パルプを全パルプに対して90質量%以上含有する紙基材からなり、両面又は片面に、アルキル変性澱粉と特定のポリアミン・エピハロヒドリン共重合体とを含む塗布層を有する。【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録用紙及びその製造方法に関する。
インクジェット印刷は、印刷版を作製することなく、デジタル情報を紙又はフィルムに直接印刷でき、また、可変情報の印刷も容易である。
従来、インクジェット印刷される紙としては、顔料を含むインク受容層を有する塗工紙が広く使用されていた。しかし、インクジェット印刷の適用拡大に伴って、インク受容層を有さない非塗工紙に対しても、インクジェット印刷適性が求められることがある。ところが、非塗工紙はインクジェット印刷適性が低く、特に、坪量が小さい用紙ではインクジェット印刷適性がより低くなる傾向にある。例えば、インク受容層を有さず、且つ、坪量が小さい新聞用紙にインクジェット印刷により文字等を印刷した場合には、インクがにじむなどして印刷画質が低くなる傾向にあった。
そこで、インク受容層を有さずに、インクジェット印刷画質を向上させる方法として、原紙にカチオン性化合物を含む表面処理液を塗布する方法が提案されている(特許文献1,2)。
特開2014−37664号公報 特開2012−121292号公報
しかし、特許文献1,2に記載されているような、インク受容層を有さないインクジェット記録用紙でも、良好な印刷画質が得られないことがあった。
また、インクジェット記録用紙においては、一方の面にインクジェット印刷した文字が他方の面にて透けて見える裏透けが防止されている必要がある。さらに、インクジェット記録用紙においては、インクジェット印刷したインクが紙内部を通過して、印刷面とは反対側の面にまで移行するインクの裏抜けを防止する必要がある。しかし、インク受容層を有さない用紙では、裏透け及び裏抜けが起こりやすい傾向にあった。
また、インクジェット印刷を新聞の印刷に適用する場合には、用紙の色調を通常使用される新聞用紙と同等にすることが求められる。
また、新聞作製の際には、印刷工程後に、帳合機を用いて高速で折って重ねる帳合工程を有するが、帳合の正確性が低下して重ね合せに位置ずれが生じると、不良品として排除されることがある。そのため、インクジェット印刷を新聞用紙の印刷に適用する場合には、帳合機を用いて正確に帳合できる帳合適性が求められる。
そこで、本発明は、インク受容層を有さないにもかかわらず、インクジェット印刷の印刷画質に優れ、裏透け及び裏抜けを防止でき、新聞用紙として使用する場合には、色調及び帳合適性にも優れるインクジェット記録用紙及びその製造方法を提供することを目的とする。
[1]脱墨パルプを全パルプに対して90質量%以上含有する紙基材からなり、両面又は片面に、アルキル変性澱粉と質量平均分子量が8,000〜30,000のポリアミン・エピハロヒドリン共重合体とを含む塗布層を有する、インクジェット記録用紙。
[2]坪量が16〜70g/mである、[1]に記載のインクジェット記録用紙。
[3]前記塗布層における前記アルキル変性澱粉の含有量が0.3〜1.0g/m(但し、前記塗布層を両面に有する場合には、該含有量は片面あたりの量である。)である、[1]又は[2]に記載のインクジェット記録用紙。
[4]前記塗布層における前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の含有量が0.3〜0.6g/m(但し、前記塗布層を両面に有する場合には、該含有量は片面あたりの量である。)である、[1]〜[3]のいずれか一に記載のインクジェット記録用紙。
[5]炭酸カルシウムを含有し、全灰分量が1.5〜35.0質量%である、[1]〜[4]のいずれか一に記載のインクジェット記録用紙。
[6]アルケニル無水コハク酸及びアルキルケテンダイマーよりなる群から選択される少なくとも1種からなる中性サイズ剤を含有する、[1]〜[5]のいずれか一に記載のインクジェット記録用紙。
[7]前記中性サイズ剤の含有量が全パルプ100質量部に対して0.1〜2.0質量部である、[6]に記載のインクジェット記録用紙。
[8]脱墨パルプを全パルプに対して90質量%以上含有する原紙の少なくとも一方の面に表面処理液を塗布する塗布工程と、塗布した表面処理液を乾燥させる乾燥工程とを含み、前記表面処理液が、アルキル変性澱粉と質量平均分子量が8,000〜30,000のポリアミン・エピハロヒドリン共重合体とを含有し、且つ、顔料を含有しない又は顔料を前記表面処理液中の固形分の全質量に対して2質量%以下の範囲で含有する、インクジェット記録用紙の製造方法。
[9]得られるインクジェット記録用紙の坪量が16〜70g/mになるように、前記原紙を選択し、前記表面処理液の塗布量を調整する、[8]に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
[10]前記表面処理液におけるポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の含有量が、前記表面処理液中の固形分の全質量に対して30〜60質量%である、[8]又は[9]に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
[11]前記原紙が、アルケニル無水コハク酸及びアルキルケテンダイマーよりなる群から選択される少なくとも1種からなる中性サイズ剤を含有する、[8]〜[10]のいずれか一に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
[12]前記原紙中の中性サイズ剤の含有量が、パルプ固形分100質量部に対して0.1〜1.0質量部である、[11]に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
[13]前記塗布工程では、前記表面処理液の塗布量を、前記原紙の一方の面あたり固形分換算で0.3〜2.3g/mとする、[8]〜[12]のいずれか一に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
本発明のインクジェット記録用紙は、インク受容層を有さないにもかかわらず、インクジェット印刷の印刷画質に優れ、裏透け及び裏抜けを防止でき、新聞用紙として使用する場合には、色調及び帳合適性にも優れる。
本発明のインクジェット記録用紙の製造方法によれば、インク受容層を有さないにもかかわらず、インクジェット印刷の印刷画質に優れ、裏透け及び裏抜けを防止でき、新聞用紙として使用する場合には、色調及び帳合適性にも優れるインクジェット記録用紙を容易に製造できる。
本発明のインクジェット記録用紙は、紙基材からなり、該インクジェット記録用紙の両面又は片面に、アルキル変性澱粉及びポリアミン・エピハロヒドリン共重合体を含む塗布層を有する。
塗布層は、後述するように、アルキル変性澱粉及びポリアミン・エピハロヒドリン共重合体を含む表面処理液の塗布、乾燥により形成された層である。すなわち、塗布層は、表面処理液に由来する成分が含まれている層である。したがって、塗布層には、アルキル変性澱粉及びポリアミン・エピハロヒドリン共重合体が含まれている。
塗布層は、主として、用紙の表面若しくは用紙の表面近傍、又は、用紙の表面及び用紙の表面近傍の両方に形成されている。なお、一部の成分は用紙の表面から離れた内部にまで浸透していてもよい。
なお、塗布層は、用紙を平面視した際に必ずしも全面に均一な膜として形成される必要はない。
上記の塗布層が形成されることにより、インクジェットインクの定着性を向上させることができる。
インクジェット記録用紙の坪量は16〜70g/mであることが好ましく、30〜60g/mであることがより好ましく、35〜55g/mであることがさらに好ましく、40〜50g/mであることが特に好ましい。坪量は、JIS P 8124:2011に従って測定した値である。
インクジェット記録用紙の坪量が前記下限値未満であると、裏透け及び裏抜けを防止できないことがあり、また、インクジェット印刷の際にインクジェット記録用紙が破断又は損傷することがある。一方、インクジェット記録用紙の坪量が前記上限値を超えると、インクジェット記録用紙が重くなり、軽く薄いインクジェット記録用紙の風合いが得られず、特に新聞用紙として適さないものとなる。
インクジェット記録用紙の白色度は50〜60%であることが好ましく、52〜58%であることがより好ましい。白色度は、JIS P 8148に従って測定した値である。インクジェット記録用紙の白色度が前記範囲内であれば、新聞用紙として好適な色調となる。
インクジェット記録用紙の不透明度は80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。不透明度は、JIS P 8149に従って測定した値である。インクジェット記録用紙の不透明度が前記下限値以上であれば、裏透けが充分に防止されたものとなる。
インクジェット記録用紙の表面電気抵抗は1GΩ以上であることが好ましく、5GΩ以上であることがより好ましく、10GΩ以上であることがさらに好ましい。表面電気抵抗は、室温23℃、湿度50%の温湿度環境にて4時間調湿した後、電気抵抗計を用いて測定した値である。インクジェット記録用紙の表面電気抵抗が前記下限値以上であれば、インクジェット記録用紙を新聞用紙として用いた際の帳合適性が充分に優れたものとなる。
本発明で使用される紙基材は、脱墨パルプ(DIP)を全パルプに対して90質量%以上含有するものである。脱墨パルプの含有割合は、全パルプに対して95質量%であることが好ましく、100質量%であることがより好ましい。なお、本明細書では、特に断りのない限り、質量は乾燥固形分の質量のことである。
紙基材における脱墨パルプの含有割合が前記下限値未満であると、裏透けを防止できないことがあり、また、インクジェット記録用紙の色調及び風合いが新聞用紙として適さないものになる。
脱墨パルプ以外の他のパルプを含有する場合には、他のパルプとして、化学パルプ(針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹晒クラフトパルプ等(LBKP))、機械パルプ等を用いることができる。
本発明で用いるパルプは、フリーネス(CSF)は、特に限定するものではないが、カナダ標準ろ水度(フリーネス)(JIS P 8121−2:2012「パルプ−ろ水度試験方法−第2部:カナダ標準ろ水度法」)が250〜550mlであることが好ましく、300〜500mlであることがより好ましい。パルプのフリーネスが前記範囲内であれば、インクジェット記録用紙の紙力を高めることができ、また、抄紙の際の乾燥工程での乾燥負荷を低減させることができ、抄紙速度を高めることができる。
紙基材には、填料が含まれてもよい。填料としては、例えば、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、クレー、無定形シリカ、タルク、酸化チタン等が挙げられる。これら填料は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。脱墨パルプに含まれている古紙由来の顔料も填料として用いることができる。前記填料のなかでも、不透明度を高める効果とインク吸収性を高める効果を両立できることから、炭酸カルシウムが好ましい。
炭酸カルシウムは、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウムのいずれであってもよい。炭酸カルシウムの形状としては特に制限されず、例えば、針状、柱状、紡錘状、立方形状、不定形状等のいずれであってもよい。
紙基材における填料を配合する場合、インクジェット記録用紙における全灰分量は1.5〜35質量%となるように配合することが好ましい。
インクジェット記録用紙における全灰分量は1.5〜35質量%であることが好ましく、10〜30質量%であることがより好ましく、15〜25質量%であることがさらに好ましい。ここで、全灰分量は、JIS P8251:2003に従って測定した紙基材の燃焼残渣含有量であり、填料を含む無機物の含有量である。
インクジェット記録用紙における全灰分量が前記下限値以上であれば、裏透けをより防止でき、前記上限値以下であれば、インクジェット記録用紙の製造装置の汚れを抑制でき、また、インクジェット記録用紙の紙力低下を防止できる。
紙基材には、アルケニル無水コハク酸及びアルキルケテンダイマーよりなる群から選択される少なくとも1種からなる中性サイズ剤を含有することが好ましい。前記中性サイズ剤を含有すれば、紙基材の疎水性を高めてインクの裏抜けをより防止できる。
インクの裏抜け防止性により優れる点では、前記中性サイズ剤のなかでも、アルケニル無水コハク酸がより好ましい。
インクジェット記録用紙における中性サイズ剤の含有量は全パルプ100質量部に対して0.1〜2.0質量部であることが好ましく、0.5〜1.5質量部であることがより好ましい。中性サイズ剤の含有量が前記下限値以上であれば、インクの裏抜け防止性をさらに向上させることができる。しかし、中性サイズ剤の含有量が前記上限値を超えると、インクジェット記録用紙を製造する製造装置が汚れやすくなり、メンテナンス頻度が多くなる傾向にある。
塗布層に含まれるアルキル変性澱粉は、変性によりアルキル基を含有する澱粉である。アルキル基によって澱粉の疎水性が高くなっている。
疎水性を高めてインク裏抜け防止性をより向上させる点では、アルキル基の炭素数は4以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましい。一方、澱粉へのアルキル基の導入のしやすさの点から、アルキル基の炭素数は18以下であることが好ましい。
アルキル基としては、メチル基(炭素数1)、エチル基(炭素数2)、プロピル基(炭素数3)、ブチル基(炭素数4)、ペンチル基(炭素数5)、ヘキシル基(炭素数6)、ヘプチル基(炭素数7)、オクチル基(炭素数8)、ノニル基(炭素数9)、デシル基(炭素数10)、ウンデシル基(炭素数11)、ドデシル基(炭素数12)、オクタデシル基(炭素数18)等が挙げられる。
アルキル変性澱粉を得る方法としては、例えば、原料となる未変性の澱粉を、酸化触媒を用いて酸化処理して酸化澱粉を調製した後、該酸化澱粉に、アルキル基を導入する処理を施す方法が挙げられる。原料澱粉の種類については特に限定されないが、湿潤時の粘着性抑制の点から、とうもろこし澱粉が好ましい。
塗布層におけるアルキル変性澱粉の含有量は0.3〜1.0g/mであることが好ましく、0.5〜1.0g/mであることがより好ましい。但し、インクジェット記録用紙が塗布層を両面に有する場合には、該含有量は片面あたりの量である。
塗布層におけるアルキル変性澱粉の含有量が前記下限値以上であれば、インク裏抜け防止性及び帳合適性をより向上させることができ、前記上限値以下であれば、インク乾燥性を向上させることができる。
塗布層に含まれるポリアミン・エピハロヒドリン共重合体は、ポリアミンとエピハロヒドリンとの共重合体である。この共重合体は、カチオン性を有する。
ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体を構成するポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、プロピレンジアミン、ジプロピレントリアミン等が挙げられる。これらポリアミンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
エピハロヒドリンとして具体的には、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン、メチルエピクロルヒドリン等から選ばれる1種類以上を使用できるが、特にエピクロロヒドリンを使用することが好ましい。
前記ポリアミンエピハロヒドリン共重合体の合成方法としては、例えば、特開平10−152544号公報、特開平10−147057号公報に記載される公知の方法を用いることができる。該ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体は、市販品を用いてもよく、例えば、星光PMC株式会社製のポリアミンエピクロロヒドリン(商品名:DK6857、(質量平均分子量10000))等が挙げられる。
ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体を構成するポリアミン単位とエピハロヒドリン単位の割合は、後述するカチオン化度になる範囲で選択される。
該ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の質量平均分子量は、8,000〜30,000であり、8,500〜25,000であることが好ましく、10,000〜20,000であることがより好ましい。ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の質量平均分子量が前記範囲内であることにより、塗布層におけるインクの浸透性とバリアー性を適切な範囲にコントロールすることができ、インクの裏抜けをより抑制でき、また、インクの吸収性も高めることができ、印刷画質をより良くすることができる。
前記質量平均分子量は、以下の測定条件において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定した値である。
溶媒:水蒸留水
カラム:OHpak SB−806M HQ Shodexを2本接続して使用
カラム温度:40℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:1200シリーズ検出器(アジレント・テクノロジー株式会社製)
ポンプ:1200シリーズ検出器(アジレント・テクノロジー株式会社製)
流速:0.5ml/min
校正曲線:Shodex Standard P−82(プルラン)(昭和電工株式会社製)の質量平均分子量が1,000〜20,000の範囲内にある6サンプルを用いて作成した校正曲線を使用する。
該ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体のカチオン化度は0.1〜15meq/Lであることが好ましく、0.5〜13meq/Lであることがより好ましく、1〜10meq/Lであることがさらに好ましい。ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体のカチオン化度が前記下限値以上であれば、インクの裏抜けをより抑制でき、前記上限値以下であれば、インク乾燥性を向上させることができる。
なお、カチオン化度は、以下の方法により求める。
試料となる重合体を水に溶解して、重合体濃度1ppmの溶液を得る。その溶液に対し、既知濃度のポリエチレンスルホン酸ナトリウムを滴下して電荷量を測定する。そして、溶液1リットル当たりの電荷量を求め、その値をカチオン化度とする。
塗布層におけるポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の含有量は0.3〜0.6g/mであることが好ましく、0.45〜0.55g/mであることがより好ましい。但し、インクジェット記録用紙が塗布層を両面に有する場合には、該含有量は片面あたりの量である。
塗布層におけるポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の含有量が前記下限値以上であれば、インク裏抜け防止性及び帳合適性をより向上させることができ、前記上限値以下であれば、インク吸収性及びインク乾燥性を向上させることができる。
塗布層には、本発明の目的を損なわない範囲で、前記アルキル変性澱粉以外の澱粉、ポリビニルアルコール、前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体以外のインク定着剤(例えば、ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体以外のアミン系重合体等)が含まれてもよい。
塗布層には、必要に応じて、前記アルキル変性澱粉及び前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体以外の各種添加剤が含まれてもよい。添加剤としては、例えば、スチレン系重合体、酸性サイズ剤、界面活性剤、pH調節剤、粘度調節剤、柔軟剤、光沢付与剤、ワックス類、分散剤、流動変性剤、安定化剤、帯電防止剤、架橋剤、紫外線吸収剤、消泡剤、耐水化剤、可塑剤、滑剤、防腐剤及び香料等が挙げられる。
本発明のインクジェット記録用紙の製造方法は、原紙の少なくとも一方の面に表面処理液を塗布する塗布工程と、塗布した表面処理液を乾燥させる乾燥工程とを含む。
原紙は、上記の紙基材と同様に、脱墨パルプを全パルプに対して90質量%以上含有する。また、原紙は、上述した中性サイズ剤を含有することが好ましい。
また、原紙は、パルプ固形分100質量部に対して炭酸カルシウムを2〜35質量部含有することが好ましく、8〜25質量部含有することがより好ましく、13〜23質量部であることがさらに好ましい。炭酸カルシウムの含有量が前記下限値以上であれば、裏透けをより防止でき、また、インク吸収性をより向上させることができる。一方、炭酸カルシウムの含有量が前記上限値以下であれば、インクジェット記録用紙の製造装置の汚れを抑制でき、また、インクジェット記録用紙の紙力低下を防止でき、インクジェット印刷の際の断紙を防ぐことができる。
また、原紙には、中性サイズ剤以外の内添サイズ剤、硫酸バンド等の定着剤、紙力増強剤、歩留り向上剤、耐水化剤、ポリビニルアルコールや澱粉等のバインダ等の抄紙用薬品が含まれてもよい。
前記表面処理液は、前記アルキル変性澱粉及び前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体を含有し、且つ、顔料を含有しない液、或いは顔料を含有しても前記表面処理液中の固形分の全質量に対して2質量%以下の範囲で含有する液である。表面処理液において顔料を2質量%より多く含有すると、新聞用紙に近い風合いが損なわれ、更にはインクジェット記録用紙の製造装置の汚れの原因となることがある。
表面処理液に含まれる分散媒としては、例えば、水、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤等を用いることができ、これらのなかでも、コストの点から、水が好ましい。
また、表面処理液には、塗布層に含有させる各種添加剤が含まれてもよい。
前記表面処理液におけるアルキル変性澱粉の含有量は、前記表面処理液中の固形分の全質量に対して40〜70質量%であることが好ましく、50〜65質量%であることがより好ましく、55〜65質量%であることがさらに好ましい。表面処理液におけるアルキル変性澱粉の含有量が前記下限値以上であれば、インク裏抜け防止性及び帳合適性をより向上させることができ、前記上限値以下であれば、インク乾燥性を向上させることができる。
前記表面処理液におけるポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の含有量は、前記表面処理液中の固形分の全質量に対して30〜60質量%であることが好ましく、30〜55質量%であることがより好ましく、35〜45質量%であることがさらに好ましい。表面処理液におけるポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の含有量が前記下限値以上であれば、インク裏抜け防止性及び帳合適性をより向上させることができ、前記上限値以下であれば、インク吸収性及びインク乾燥性を向上させることができる。
本発明のインクジェット記録用紙の製造方法においては、塗布工程の際に、得られるインクジェット記録用紙の坪量が16〜70g/mになるように、前記原紙を選択し、前記表面処理液の塗布量を調整することが好ましい。
具体的に、塗布工程においては、表面処理液の塗布量を、原紙の一方の面あたり固形分換算で0.3〜2.3g/mとすることが好ましく、0.5〜2.0g/mとすることがより好ましく、1.0〜1.5g/mとすることがさらに好ましい。表面処理液の塗布量が前記下限値以上であれば、インクの定着性を付与することができ、前記上限値以下であれば、低坪量の風合い、特に新聞用紙等の風合いを保つことができる。
また、原紙の選択では、インクジェット記録用紙の坪量が16〜70g/mになるように、原紙の坪量、炭酸カルシウム等の填料の含有量、脱墨パルプの含有割合、脱墨パルプ以外のパルプの種類等を勘案して原紙を選択する。
塗布工程において使用できる塗布装置としては特に限定されず、例えば、ロールコーター(例えば、2ロールサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ゲートロールコーター等)、ブレードコーター(トレーリング、フレキシブル、ロールアプリケーション、ファウンテンアプリケーション、ショートドゥエル等のベベルタイプ又はベントタイプのブレードコーター)、ロッドブレードコーター、バーコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、グラビアコーター等を用いることができる。なお、塗布工程は、抄紙機内に設けられているサイズプイレスを用いて表面処理液を塗布することが、生産性に優れるため好ましい。
乾燥工程では、例えば、蒸気乾燥、ガスヒーター乾燥、電気ヒーター乾燥、赤外線ヒーター乾燥等の各種乾燥方式を採用できる。
乾燥工程後には、各種キャレンダー装置を用いて平滑化処理を施してもよい。
キャレンダー装置としては、例えば、スーパーキャレンダー、ソフトキャレンダー、グロスキャレンダー、コンパクトキャレンダー、マットスーパーキャレンダー、マットキャレンダー等を用いることができる。
以上説明したように、本発明におけるインクジェット記録用紙は、脱墨パルプを90質量%以上含有する紙基材の少なくとも一方の面に、前記アルキル変性澱粉及び前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体を含む塗布層を有するものである。
紙基材における脱墨パルプ含有割合が90質量%以上であることにより、本発明のインクジェット記録用紙は、裏透け防止性が高くなっており、また、通常使用される新聞用紙と同等の色調を有する。
脱墨パルプを多く含む紙においては、疎水性物質及び親水性物質等の不純物の含有量が多く、インクジェット印刷を行った際にフェザリング(印刷輪郭部の毛羽立ち)やボイド(印刷部の白抜け)が発生しやすい。しかし、前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体は、インク(特に顔料インク)を定着させる効果が高いため、前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体を含む塗布層を有する本発明のインクジェット記録用紙では、不純物の影響をあまり受けることなく、フェザリング及びボイドを抑制できる。そのため、所望の通りに印刷しやすいため、印刷画質に優れる。さらに、前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体のインク定着性が高いため、インクジェット記録用紙におけるインクの裏抜け防止性を高くすることができる。
また、前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体は、インクジェット記録用紙の表面抵抗を高めて静電気を発生させやすくする。用紙を折って重ねる帳合機においては、用紙の移送の際に、静電気による吸着を利用することがあり、静電気が生じやすい紙が適している。そのため、前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体により静電気が発生しやすくなっている本発明のインクジェット記録用紙は帳合適性が高い。
本発明のインクジェット記録用紙は、アルキル変性澱粉を含む塗布層によって、用紙表面の疎水性を高めている。用紙表面の疎水性が高いと、インクのにじみを抑制でき、細線再現性が高くなるため、印刷画質が良好になる。なお、酸化澱粉、エステル化澱粉又はエーテル化澱粉は疎水性が低いため、インクのにじみを充分に抑制できず、細線再現性が低くなりやすいため、印刷画質が良好になりにくい。
また、前記アルキル変性澱粉と前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体とは相溶性に優れるため、塗布層においては、各々均一に分散しており、各々の機能を充分に発揮させることができる。
本発明のインクジェット記録用紙は新聞用紙として好適なものであるが、新聞用紙に限定使用されるものではなく、薄くて軽い特徴を活かし、例えば、手帳用紙、辞書用紙、マニュアル用紙等、様々な用途に使用することができる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
なお、下記例におけるカチオン化度は、以下の方法により求めた。
試料となる重合体を水に溶解して、重合体濃度1ppmの溶液を得た。その溶液に対し、BTG社製チャージアナライザーMutek PCD−04型を用いて、0.001Nポリエチレンスルホン酸ナトリウムを滴下し、電荷量を測定した。そして、溶液1リットル当たりの電荷量を求め、その値をカチオン化度とした。
(実施例1)
「紙料の調製」
脱墨パルプを離解してフリーネスを400mlC.S.F.とした。離解したパルプ100質量部に対して、硫酸バンド1質量部、カチオン化澱粉(王子コーンスターチ株式会社製エースK−100)1質量部、内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸(荒川化学工業株式会社製サイズパインSA−864、表中では「ASA」と表記する。)0.3質量部を添加した。その後、填料として炭酸カルシウムを20質量部混合し、さらに歩留り向上剤(協和産業株式会社製キースロックRP40L、ポリアクリルアミド)を0.011質量部添加して、紙料を得た。
「表面処理液の調製」
水中に、アルキル変性澱粉(王子コーンスターチ株式会社製GRS−T110、表中では「GRS」と表記する。)を60質量部、表面サイズ剤(星光PMC株式会社製SE2220)を1質量部、ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体(星光PMC株式会社製DK6857、質量平均分子量10,000、カチオン化度3.3meq/L、表中では「DK6857」と表記する。)を40質量部の割合で添加して、固形分濃度4質量%の表面処理液を得た。なお、表面処理液の各成分の質量部数は、前記原紙のパルプを100質量部とした部数である。
「インクジェット記録用紙の作製」
調製した紙料を、長網多筒型抄紙機を用い、坪量が42g/mになるように抄紙して原紙を得、長網多筒型抄紙機内の2ロールサイズプレス機を用いて前記原紙の両面に前記表面処理液を、乾燥塗布量が片面あたり1.3g/mとなるように、塗布した。その後、長網多筒型抄紙機内の熱風乾燥機を用い、130℃で乾燥して、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
塗布層における片面あたりのアルキル変性澱粉の含有量、ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体の含有量、表面サイズ剤の含有量を表1に示す。なお、他の実施例及び比較例についても、塗布層における片面あたりの澱粉の含有量、ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体の含有量、表面サイズ剤の含有量を表1〜3に示す。
(実施例2)
表面サイズ剤を添加せずに得た表面処理液を用いた以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例3)
表面処理液の片面あたりの乾燥塗布量を0.3g/mに変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例4)
表面処理液の片面あたりの乾燥塗布量を2.3g/mに変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例5)
表面処理液におけるアルキル変性澱粉の添加量を78質量部に、ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体の添加量を22質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例6)
表面処理液におけるアルキル変性澱粉の添加量を34質量部に、ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体の添加量を66質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例7)
原紙における炭酸カルシウムの含有量を2質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例8)
原紙における炭酸カルシウムの含有量を35質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例9)
原紙における内添サイズ剤の含有量を0.5質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例10)
原紙における内添サイズ剤の含有量を0.05質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例11)
原紙における内添サイズ剤を、アルキルケテンダイマー(荒川化学工業株式会社製サイズパイン K−287、表中では「AKD」と表記する。)0.3質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例12)
原紙の坪量を15g/mに変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例13)
原紙の坪量を67g/mに変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(実施例14)
実施例1で使用したポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体(星光PMC株式会社製DK6857、質量平均分子量10,000、カチオン化度3.3meq/L)をポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体(星光PMC株式会社製DK6854、質量平均分子量20,000、カチオン化度3.0meq/L、表中では「DK6854」と表記する。)に変更した以外は実施例1と同様にして、インクジェット記録用紙を得た。
(実施例15)
原紙を構成するパルプを脱墨パルプ90質量部、広葉樹晒クラフトパルプ10質量部に変更した以外は実施例1同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(比較例1)
表面処理液におけるアルキル変性澱粉の添加量を100質量部に、ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体の添加量を0質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(比較例2)
実施例1で使用したポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体を、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド(センカ株式会社製ユニセンスCP−103、質量平均分子量140,000、カチオン化度3.1meq/L、表中では「CP−103」と表記する。)に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(比較例3)
実施例1で使用したポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体を、ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体(星光PMC株式会社製DK6802、質量平均分子量1,000、カチオン化度3.2meq/L、表中では「DK6802」と表記する。)に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(比較例4)
アルキル変性澱粉を、酸化澱粉(王子コーンスターチ株式会社製エースA、表中では「エースA」と表記する。)に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(比較例5)
アルキル変性澱粉を、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製PVA−117、表中では「PVA」と表記する。)に変更した以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
(比較例6)
脱墨パルプ60質量部、サーモメカニカルパルプ20質量部、グラインドパルプ10質量部、針葉樹晒クラフトパルプ10質量部の割合で混合した後、離解してフリーネスを400mlC.S.F.とした。この離解したパルプ100質量部に対し、硫酸バンド1質量部、カチオン化澱粉(王子コーンスターチ株式会社製エースK−100)1質量部、内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸(荒川化学工業株式会社製サイズパイン SA−864)0.3質量部を添加した。その後、填料として炭酸カルシウムを20質量部混合し、さらに歩留り向上剤(協和産業株式会社製キースロックRP40L、ポリアクリルアミド)を0.011質量部添加した。これにより調製した紙料を、長網多筒型抄紙機を用い、坪量が42g/mになるように抄紙して原紙を得た。
その原紙を用いた以外は実施例1と同様にして、塗布層を有するインクジェット記録用紙を得た。
Figure 2017148967
Figure 2017148967
Figure 2017148967
<評価>
各実施例及び比較例で得たインクジェット記録用紙について、以下に示す方法により評価した。得られた結果を表1〜3に示す。
[坪量]
各例で得たインクジェット記録用紙の坪量を、JIS P 8124:2011に従って測定した。
[灰分]
各例で得たインクジェット記録用紙の灰分を、JIS P 8251:2003に従って測定した。
[白色度]
各例で得たインクジェット記録用紙の白色度を、JIS P 8148に従って測定した。なお、通常、新聞用紙の白色度は52〜58%の範囲内である。
[不透明度]
各例で得たインクジェット記録用紙の不透明度を、JIS P 8149に従って測定した。
[表面電気抵抗]
各例で得たインクジェット記録用紙を、室温23℃、湿度50%の温湿度環境にて4時間調湿した後、株式会社アドバンテスト製電気抵抗計R8340Aを用いて、表面電気抵抗を測定した。なお、表面電気測定値が1GΩ以上であれば、実用上問題がない。
[印刷画質/にじみ防止性]
各例で得たインクジェット記録用紙の片面に、インクジェット印刷機(キヤノンプロダクションプリンティングシステム株式会社製ColorStream 3900)を用い、GS1−128コードのバーコードを印刷した。
次いで、バーコードを印刷したインクジェット記録用紙に対し、バーコード検証機(RJS社製Inspector D4000)を用い、バーコードリーダーを10回走査させた。その際の、バーコードを読み取れた回数を測定し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
5:バーコードリーダーの10回の走査の内、10回読み取れる。
4:バーコードリーダーの10回の走査の内、9回読み取れる。
3:バーコードリーダーの10回の走査の内、6回以上9回未満読み取れる。
2:バーコードリーダーの10回の走査の内、読み取れる回数が5回未満である、又は、読み取り回数が0回であってもバーコードに対して複数のレーザ走査線を通過させると読み取れる。
1:バーコードを読み取ることができない。
なお、評価の数値が大きい程、インクジェット印刷による印刷画質に優れ、インクジェット印刷適性に優れることを意味する。評価が3以上であれば、実用上問題がない。
[印刷画質/細線再現性]
各例で得たインクジェット記録用紙の片面に、インクジェット印刷機(キヤノンプロダクションプリンティングシステム株式会社製ColorStream 3900)を用い、ゴシック体の6ポイントの文字を印刷した。印刷した文字は、「1」、「2」、「3」、「4」、「5」、「6」、「7」、「8」、「9」、「10」とした。印刷した文字を目視観察し、細線の再現性を下記基準で評価した。
(評価基準)
5:数字の細線部分ににじみ又はつぶれが全くなく、数字の判別に影響がない。
4:数字の細線部分ににじみ又はつぶれが僅かにあるが、数字の判別に影響がない。
3:数字の細線部分ににじみ又はつぶれがあるが、全ての数字が判別できる。
2:数字の細線部分ににじみ又はつぶれがあり、「4」、「6」、「8」、「9」、「0」等の一部の数字が判別できない。
1:数字の細線部分ににじみ又はつぶれがあり、全ての数字が判別できない。
なお、評価の数値が大きい程、インクジェット印刷による印刷画質に優れ、インクジェット印刷適性に優れることを意味する。評価が3以上であれば、実用上問題がない。
[裏抜け防止性]
各例で得たインクジェット記録用紙の両面に、インクジェット印刷機(キヤノンプロダクションプリンティングシステム株式会社製ColorStream 3700Z)を用い、日本規格協会発行の「カラーディジタル標準画像データ/N3」を印刷した。
そして、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各々のベタ印刷部、すなわち隙間なく印刷された部分の、印刷された面とは反対側の面(以下、「印刷裏面」という。)を目視観察し、印刷裏面への印刷インクの移行の程度(裏抜けの程度)を下記基準で評価した。
(評価基準)
5:印刷裏面への印刷インクの移行が全く見られず、印刷裏面に影響がない。
4:印刷裏面への印刷インクの移行が僅かに見られるが、印刷裏面に影響がない。
3:印刷裏面への印刷インクの移行が見られるが、印刷裏面の画像が損なわれていない。
2:印刷裏面への印刷インクの移行が見られ、印刷裏面の画像が損なわれている。
1:印刷裏面への印刷インクの著しい移行が見られる。
なお、評価が3以上であれば、実用上問題がない。
[裏透け防止性]
各例で得たインクジェット記録用紙の片面に、インクジェット印刷機(キヤノンプロダクションプリンティングシステム株式会社製ColorStream 3700Z)を用い、日本規格協会発行の「カラーディジタル標準画像データ/N3」を印刷した。
そして、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各々のベタ印刷部、すなわち隙間なく印刷された部分の印刷裏面を目視観察し、印刷インクが透過して見える程度(裏透けの程度)を評価した。
評価は5段階とし、数値が大きい程、裏透け防止性が高いと評価した。なお、 評価が「3」以上であれば、実用上問題がない。
[色調]
各例で得たインクジェット記録用紙を王子製紙株式会社製新聞用紙(SL新聞用紙)と比較し、色調の差を目視で下記の基準で評価した。
(評価基準)
5:新聞用紙と見かけの色調がほぼ同一である。
4:新聞用紙と見かけの色調に僅かな差があるが、新聞用紙として実用上問題がない。
3:新聞用紙と見かけの色調に差があるが、新聞用紙として実用上問題がない。
2:新聞用紙と見かけの色調に明確な差があり、新聞用紙として実用上問題がある。
1:新聞用紙と見かけの色調に大きな差があり、新聞用紙として実用上問題がある。
なお、評価が「3」以上であれば、実用上問題がない。
[帳合適性]
各例で得たインクジェット記録用紙を、室温23℃、湿度50%の温湿度環境にて4時間調湿した後、新聞帳合機(HUNKELER製DC7)を用いて、用紙を折って重ねる帳合を行った。そして、帳合後の紙ずれの程度を目視観察により評価した。
評価は5段階とし、数値が大きい程、紙ずれが小さく、帳合適性を有すると評価した。なお、 評価が「3」以上であれば、実用上問題がない。
[インク乾燥性]
各例で得たインクジェット記録用紙の片面に、インクジェット印刷機(キヤノンプロダクションプリンティングシステム株式会社製ColorStream 3900)を用い、ゴシック体の8ポイントの文字を印刷した。印刷した文字は、「1」、「2」、「3」、「4」、「5」、「6」、「7」、「8」、「9」、「10」とした。
そして、インクジェット印刷した用紙表面におけるインクの転写汚れを目視観察し、以下の基準で評価した。インクの転写汚れは、未乾燥のインクが印刷機のローラ等に付着し、その付着したインクが用紙に転写して生じる汚れである。この転写汚れは、用紙のインク乾燥性が低い程、発生しやすい。
(評価基準)
5:転写汚れが全くなく、数字の判別に影響がない。
4:転写汚れが僅かにあるが、数字の判別に影響がない。
3:転写汚れがあるが、全ての数字が判別できる。
2:転写汚れがあり、「4」、「6」、「8」、「9」、「0」等の一部の数字が判別できない。
1:転写汚れがあり、全ての数字が判別できない。
なお、評価が3以上であれば、印刷の乾燥性が高く、実用上問題がない。
[耐擦過性]
各例で得たインクジェット記録用紙の片面に、インクジェット印刷機(キヤノンプロダクションプリンティングシステム株式会社製ColorStream 3900)を用い、ゴシック体の8ポイントの文字を印刷した。印刷した文字は、「1」、「2」、「3」、「4」、「5」、「6」、「7」、「8」、「9」、「10」とした。
そして、印刷面を布で10回擦り、印刷部の擦れ汚れの程度を目視観察し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
5:擦れ汚れが全くなく、数字の判別に影響がない。
4:擦れ汚れが微かにあるが、数字の判別に影響がない。
3:擦れ汚れがあるが、全ての数字が判別できる。
2:擦れ汚れがあり、「4」、「6」、「8」、「9」、「10」等の一部の数字が判別できない。
1:擦れ汚れがあり、全ての数字が判別できない。
なお、評価の数値が大きい程、耐擦過性に優れ、評価が3以上であれば、実用上問題がない。
[印刷均一性]
各例で得たインクジェット記録用紙の片面に、インクジェット印刷機(キヤノンプロダクションプリンティングシステム株式会社製ColorStream 3900)を用い、日本規格協会発行の「カラーディジタル標準画像データ/N3」を印刷した。
そして、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各々のベタ印刷部、すなわち隙間なく印刷された部分の印刷ムラを目視観察し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
5:印刷ムラが全くなく、画像に影響がない。
4:印刷ムラが僅かにあるが、画像に影響がない。
3:印刷ムラがあるが、画像は損なわれていない。
2:印刷ムラがあり、画像が損なわれている。
1:著しい印刷ムラがある。
なお、評価の数値が大きい程、印刷均一性に優れ、評価が3以上であれば、実用上問題がない。
各実施例では、ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体とアルキル変性澱粉を含む表面処理液を、脱墨パルプ100質量部の原紙に塗布して、インクジェット記録用紙を得た。各実施例で得たインクジェット記録用紙は、印刷画質、裏抜け防止性、裏透け防止性、新聞色調及び帳合適性のいずれもが優れていた。
ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体を含まない表面処理液を用いた比較例1では、得られたインクジェット記録用紙の印刷画質、裏抜け防止性、裏透け防止性のいずれも低かった。
ポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体の代わりにポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドを含む表面処理液を用いた比較例2では、得られたインクジェット記録用紙の帳合適性が低かった。
質量平均分子量10,000のポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体の代わりに質量平均分子量1,000のポリアミン・エピクロロヒドリン共重合体を含む表面処理液を用いた比較例3では、得られたインクジェット記録用紙の印刷画質、帳合適性が低かった。
アルカリ変性澱粉の代わりに酸化澱粉を含む表面処理液を用いた比較例4では、得られたインクジェット記録用紙の印刷画質が低かった。
アルカリ変性澱粉の代わりにポリビニルアルコールを含む表面処理液を用いた比較例5では、得られたインクジェット記録用紙の印刷画質が低かった。
原紙の脱墨パルプ含有量を60質量部とした比較例6では、得られたインクジェット記録用紙の裏抜け防止性及び裏透け防止性が低く、色調が新聞色調に近いものではなかった。

Claims (13)

  1. 脱墨パルプを全パルプに対して90質量%以上含有する紙基材からなり、両面又は片面に、アルキル変性澱粉と質量平均分子量が8,000〜30,000のポリアミン・エピハロヒドリン共重合体とを含む塗布層を有する、インクジェット記録用紙。
  2. 坪量が16〜70g/mである、請求項1に記載のインクジェット記録用紙。
  3. 前記塗布層における前記アルキル変性澱粉の含有量が0.3〜1.0g/m(但し、前記塗布層を両面に有する場合には、該含有量は片面あたりの量である。)である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録用紙。
  4. 前記塗布層における前記ポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の含有量が0.3〜0.6g/m(但し、前記塗布層を両面に有する場合には、該含有量は片面あたりの量である。)である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット記録用紙。
  5. 炭酸カルシウムを含有し、全灰分量が1.5〜35.0質量%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット記録用紙。
  6. アルケニル無水コハク酸及びアルキルケテンダイマーよりなる群から選択される少なくとも1種からなる中性サイズ剤を含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット記録用紙。
  7. 前記中性サイズ剤の含有量が全パルプ100質量部に対して0.1〜1.0質量部である、請求項6に記載のインクジェット記録用紙。
  8. 脱墨パルプを全パルプに対して90質量%以上含有する原紙の少なくとも一方の面に表面処理液を塗布する塗布工程と、塗布した表面処理液を乾燥させる乾燥工程とを含み、
    前記表面処理液が、アルキル変性澱粉と質量平均分子量が8,000〜30,000のポリアミン・エピハロヒドリン共重合体とを含有し、且つ、顔料を含有しない又は顔料を前記表面処理液中の固形分の全質量に対して2質量%以下の範囲で含有する、インクジェット記録用紙の製造方法。
  9. 前記表面処理液におけるアルキル変性澱粉の含有量が、前記表面処理液中の固形分の全質量に対して40〜70質量%である、請求項8に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
  10. 前記表面処理液におけるポリアミン・エピハロヒドリン共重合体の含有量が、前記表面処理液中の固形分の全質量に対して30〜60質量%である、請求項8又は9に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
  11. 前記原紙が、アルケニル無水コハク酸及びアルキルケテンダイマーよりなる群から選択される少なくとも1種からなる中性サイズ剤を含有する、請求項8〜10のいずれか一項に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
  12. 前記原紙中の中性サイズ剤の含有量が、パルプ固形分100質量部に対して0.1〜1.0質量部である、請求項11に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
  13. 前記塗布工程では、前記表面処理液の塗布量を、前記原紙の一方の面あたり固形分換算で0.3〜2.3g/mとする、請求項8〜12のいずれか一項に記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
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