JP3017653B2 - 記録用紙及びその製造方法 - Google Patents
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Description
するインクジェット記録用紙に関し、特にフルカラー印
字に適した、インク吸収性に優れたインクジェット記録
用紙及びその製造方法に関する。
よりインクの小滴を吐き出し、記録用紙上に付着させる
ことによりドットを形成し記録を行うものであるが、ド
ットインパクトタイプの記録方式に比べて騒音がなく、
またフルカラー化が容易である上、高速印字が可能であ
るなどの利点がある。一方、インクジェット記録に用い
られるインクは、通常、直接染料や酸住染料などを用い
た水性インクであるために乾燥性が悪いという欠点があ
る。
られるインクジェット記録用紙に対して要求される特性
としては、 インク乾燥速度か速いこと、 印字濃度が高いこと、 インクの溢れや滲みがないこと、更に、 インクを吸収することにより用紙が波打ちしないこ
と、などが挙げられる。
のカラー化に伴い、記録用紙に対する前記の要求が厳し
くなっている。特に、カラープリンターではシアン、マ
ゼンタ、イエロー、ブラックの各単色インクの組み合わ
せにより種々の色を作成するため、モノクロプリンター
に比べてインク量が2倍、3倍になることがあり、用紙
のインク吸収容量が不足すると、裏抜けや溢れを生じ
る。また、例えばグリーンとレッドの境界のように、混
色同志の境界部では多量のインクが重なり合うため、イ
ンクが速やかに吸収されにくくなり、滲み易くなる。
改善するために、種々の提案がなされてきた。例えば、
特開昭52−53012号公報には、塗工紙のステキヒ
トサイズ度を特定の範囲にした記録用紙、特開昭57−
107879号公報には、合成シリカを含む塗料を2回
以上塗工して塗工量を増やした記録用紙、特開昭58−
110287号公報には、塗工層に特定の空隙構造を持
たせた記録用紙、特開昭58−119888号公報に
は、亀裂により特定の大きさに区画された塗工層を有す
る記録用紙、特開昭60−174684号公報及び同6
0−204390号公報には、BET法による特定の比
表面積を有する顔料を使用した記録用紙が提案されてい
る。
ンターは、フルカラーでより高精細化する傾向にあるの
で、高解像度の記録用紙のニーズが従来にもまして高ま
っている。特に、インク量の多い混色同志の境界部にお
いてもインクが滲まないためには、単にインク吸収量が
大きいだけでなく、インク吸収速度も充分に速いことが
必要である。また、高精細プリンターにおいては、イン
クノズルより吐出したインク滴が記録用紙上で必要以上
に拡がらず、ドット径が適度な大きさにコントロールさ
れていることが重要である。これに対し、従来の用紙で
は、インク吸収性が十分な場合にはドットが拡がる傾向
があり、高精細という観点から、満足できるものではな
かった。
問題を解決すべく鋭意検討した結果、インクジェット記
録適性、特にインク吸収性が、記録層の空隙を通過する
インク量により決定されること、及び、これが顔料の比
表面積と記録層厚との間に特定の関係を持たせた記録用
紙は、インク吸収性に優れるのみならず、裏抜けが無い
上、ドット径も適度な大きさにコントロールされること
を見出し、本発明に到達した。従って、本発明の目的
は、インク吸収性に優れるのみならず、ドット径が小さ
くドット濃度の高いインクジェット記録用紙及びその記
録用紙に適した製造方法を提供することにある。
基紙の一方の面に、少なくとも、恒圧式空気透過法を用
いた比表面積Swが15〜25m2/gの顔料と水系結
着材とから成る記録層を有する記録用紙であって、空隙
率εが0.8における、前記顔料の比表面積Sw及び記
録層厚Lが、 1×10−3≦Sw2×L≦1×10−2(m5/g2) の関係を満たすことを特徴とする記録用紙及びその記録
用紙に適した製造方法によって達成された。
ェット適性の有る記録層は、空隙が多く毛細管の集合体
とみなすことができる。このような層を透過する流体は
Kozeny−Carmanの式により記述され、流速
uは下式によって表される。 u=ε3 ×△p×g/{K×η×ρ2 ×(1−ε)2 ×Sw2 ×L} 但し、上記における各記号は、それぞれ、次の内容を意
味する。 u :流速 ε :空隙率 △p:圧力降下 g :重力加速度 K :Kozeny定数 η :流体の粘度 ρ :密度 Sw:比表面積 L :層厚
ρ、Sw及びLであるが、これらのうち、ε及びρは顔
料により決定される数値であり、しかもその変化量は2
0%程度以下であって、Sw及びLの変化量である1,
000%前後に比べ遙かに小さい。従って、記録層のイ
ンク吸収性は、近似的に、Sw2 及びLにより記述する
ことができる。記録層のインク吸収性が特定の範囲であ
る時、優れた記録性が得られるが、この場合のuは或る
値の範囲であり、従ってSw2 ×Lが特定の範囲でなけ
ればならない。
uが大きくなり、裏抜けや印字濃度の低下を起こし、逆
に大きい場合には、uが小さくなると共にSw若しくは
Lも大きくなるため、ドット径が充分にコントロールさ
れずに拡がったり、印字濃度が低下したりする。因み
に、Swは、本来記録層中の顔料の比表面積をインクを
用いて求められるものであるが、いわゆる恒圧式空気透
過法による比表面積を用いることによっても、充分に記
述することができることが判明した。
製作所(株)製の粉体比表面積測定装置SS−100型
を用いて測定することができる。この測定方法では、試
料の性状によっては所定の空隙率における比表面積の測
定が困難になることがあるが、この場合には、内挿法も
しくは外挿法により、所定の空隙率における比表面積を
求める。
をSw2×Lの値で1×10−3〜1×10−2(m5
/g2)となる範囲で任意に設定することができる。ま
た、実用上の厚さで表示した場合には、原紙の表面を覆
い、かつ充分な印字濃度が得られる10〜25μm程度
の範囲であることが好ましい。層厚は、記録用紙断面の
電子顕微鏡写真等によって測定することができる。
は、恒圧式空気透過法による比表面積Swが15〜25
(m2/g)であれば特に限定されないが、特に非晶質
シリカや無定形シリカ等の合成シリカを使用することが
好ましい。比表面積Swが8m2/gより小さいと、イ
ンクジェット吸収容量が低下してインクジェットの溢れ
を生じることがあり、30m2/gより大きいと、イン
クジェット吸収容量が大きくなりすぎて印字濃度の低下
を招くことがあるので、前記の範囲とすることが安全で
ある。
用化学編(昭和61年10月15日丸善(株)発行、日
本化学会編)256頁に記載されているシリカゲル、ホ
ワイトカーボン、無水シリカであるが、本発明において
は、特にホワイトカーボンを用いることが好ましい。
尚、本発明における恒圧式空気透過法による比表面積
と、BET法による比表面積との間には、特別の相関関
係がない。このことは、下記の表1により実証される。
着剤は、水系結着剤であれば特に限定されず、例えば、
酸化澱粉、エステル化澱粉等の澱粉類、カルボキシメチ
ルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコ
ール及びその誘導体、ポリビニルピロリドン、カゼイ
ン、ゼラチン、大豆タンパク、スチレン・アクリル樹
脂、及びその誘導体、スチレン・ブタジエンラテック
ス、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン等
が挙げられる。
上げて操業性を向上させる観点から、高固形分のエマル
ジョンを配合することが好ましい。更に、ドット径を調
整する目的で、一成分をスチレン・ブタジエンラテック
スとすると共に、これ以外の少なくとも一成分を併用す
ることがより好ましい。この場合に併用する成分は、先
に例として挙げたものの中から選択してもよい。
して、10重量部から100重量部であることが好まし
い。即ち、顔料の比表面積に応じて、本発明における結
着剤の配合量の最適値は上記の範囲で変化するが、原則
として、顔料の結着が充分であると共にインク吸収のた
めの多孔構造が壊されない範囲の量であれば、特に限定
されるものではない。
は、少なくとも比表面積Swが15〜25m 2 /gの顔
料及び結着剤を含む水系塗工液として調製される。この
塗工液には、必要に応じて顔料分散剤、保水剤、増粘
剤、消泡剤、防腐剤、着色剤、耐水化剤、湿潤剤、蛍光
染料、紫外線吸収剤、カチオン性高分子電解質等を適宜
添加することができる。塗工方式は、ブレードコータ
ー、エアナイフコーター、ロールコーター、ブラッシュ
コーター、キスコーター、スクイズコーター、カーテン
コーター、バーコーター、グラビアコーター、コンマコ
ーター等の、高知の塗工機を用いた塗工方法の中から適
宜選択して使用することができる。また、乾燥方式とし
ては、通常の送風方式の他、いわゆる直接キャスト法、
再湿潤キャスト法、凝固キャスト法等のキャスト方式の
場合の様に塗工層が湿潤状態にあるうちに、加熱された
鏡面に圧着して乾燥させる方式等も使用することができ
る。
性インクを用いて記録するインクジェット記録に好適で
あり、特に、フルカラー印字に使用した際に、その優れ
たインク吸収性に基づいて、小さなドット径と高い記録
濃度を実現するので、高品質のフルカラー画像を得るこ
とができる。
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。尚、実施例及び比較例で行った試験、測定方法及び
評価基準は次の通りである。 (1)印字品質 インク吸収性、ドット濃度、ドット径、裏抜けについて
は、バブルジェットカラープリンター(BJC−400
J:キャノン(株)製の商品名)を用いて記録し、それ
ぞれ下記の基準によって目視評価した。
指で擦り、インクの吸収程度を評価した。 1.インクが完全に吸収されているもの・・・・・○ 2.インクが完全には吸収されていないもの・・・× b.ドット濃度 シアンインクを用いてドットを印字し、コニカマイクロ
デンシトメーターPDM−5(コニカ(株)製の商品
名)を使用して反射濃度を5点測定し、その5点の平均
値をドット濃度とした。
ー(ADS(株)製の商品名)を使用してドット径を1
0点測定し、その10点の平均値をドット径とした。 d.裏抜け 色インクの重ね印字を行い、ベタ印字部の裏抜けを評価
した。 1.裏抜けが無いもの・・・・・・・・・・○ 2.裏抜けが有るもの・・・・・・・・・・× (2)塗工層厚 用紙の断面を電子顕微鏡により観察し、塗工層厚の平均
値を測定した。 (3)操業性 塗工性、乾燥性等を実施例5を基準として総合的に判断
した。
ml)90重量部、軽質炭酸カルシウム10重量部、内
添サイズ剤(アルキルケテンダイマー系)0.02重量
部及びカチオン化デンプン0.5重量部を配合し、長網
抄紙機にて坪量81.4g/m2 の原紙を抄紙した。次
に、顔料として恒圧式空気透過法による比表面積Swが
19m2/gの合成シリカD(表1)100重量部を、
水300重量部に分散させた。
レン・ブタジエンラテックス(ノーガテックスSN−3
07:住友ダウ(株)製の商品名)30重量部及びポリ
ビニルアルコール(PVA105:クラレ(株)製の商
品名)40重量部を、水530重量部に溶解したものを
混合して塗工液を得た。得られた塗工液を、前記原紙に
ロールコートにより塗工・乾燥し、インクジェット記録
用紙を得た。得られた用紙の塗工層厚は10μmであっ
た。評価結果は表2に示した通りである。
スを15重量部とすること以外は、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。評価結
果は表2に示した通りである。 実施例3. 顔料として合成シリカFを用いること、スチレン・ブタ
ジエンラテックスを使用しないでポリビニルアルコール
を45重量部用いること、及び塗工層厚を18μmとす
ること以外は、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。評価結果は、表2に示した通りであ
る。
ること、及び塗工層厚を7μmとすること以外は実施例
1と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。評
価結果は、表2に示した通りである。 比較例2.顔料として合成シリカGを用いること、及び
塗工層厚を3μmとすること以外は、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。評価結果は、
表2に示した通りである。
ること、スチレン・ブタジエンラテックスを25重量部
とすること、及び塗工層厚を25μmとすること以外
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。評価結果は、表2に示した通りである。 比較例4.スチレン・ブタジエンラテックス30重量部
を酢酸ビニルエチレン共重合エマルジョン(スミカフレ
ックス470:住友化学工業(株)製の商品名)25重
量部とすること、及び塗工層厚を5μmとすること以外
は、比較例1と全く同様にしてインクジェット記録用紙
を得た。評価結果は、表2に示した通りである。
Claims (3)
- 【請求項1】 基紙の一方の面に、少なくとも、恒圧式
空気透過法を用いた比表面積Swが15〜25(m2/
g)の顔料と水系結着材とから成る記録層を有する記録
用紙であって、空隙率εが0.8における、前記顔料の
比表面積Sw及び記録層厚Lが、下記の関係を満たすこ
とを特徴とする記録用紙; 1×10−3≦Sw2×L≦1×10−2(m5/g2) - 【請求項2】 水系結着材が少なくとも2成分からなる
と共に、そのうちの1成分がスチレン・ブタジエン系共
重合体である、請求項1に記載された記録用紙。 - 【請求項3】 基紙の一方の面に、少なくとも、恒圧式
空気透過法によって測定した比表面積Swが15〜25
(m 2 /g)の顔料及び水系結着剤とを含有する塗工液
を塗布・乾燥して、前記基紙の表面に記録層を設ける記
録用紙の製造方法であって、空隙率εが0.8におけ
る、前記顔料の比表面積Sw及び記録層厚Lが下記の関
係を満たすように、顔料を選択すると共に記録層の厚み
を設定することを特徴とする記録用紙の製造方法; 1×10 −3 ≦Sw2×L≦1×10−2(m5/g2)
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