JP3078291B2 - インクジェット記録用シート - Google Patents

インクジェット記録用シート

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JP3078291B2 JP63227440A JP22744088A JP3078291B2 JP 3078291 B2 JP3078291 B2 JP 3078291B2 JP 63227440 A JP63227440 A JP 63227440A JP 22744088 A JP22744088 A JP 22744088A JP 3078291 B2 JP3078291 B2 JP 3078291B2
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    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52Macromolecular coatings
    • B41M5/5218Macromolecular coatings characterised by inorganic additives, e.g. pigments, clays

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水性インク被記録材に関し、詳しくは優れた
色彩の発色、ドツト形状等の特性を持つ改良されたイン
クジエツトプリンター用記録シートに関するものであ
る。
〔従来技術と発明が解決しようとする問題点〕
水性インクを用いるインクジエツト方式の画像記録装
置の性能、印画速度、解像度、階調性などの向上によつ
て、被記録材に対して高速吸収性、高吸収量、小さなイ
ンクにじみなど、より高度な特性が要求されるようにな
つた。
従来のインクジエツト用紙は、無サイズ紙等の吸収性
の優れた紙を用いるもの(例えば特公昭62−55996)、
実質的に無サイズの紙にシリカなどの吸収性被覆層を設
けたもの(特開昭52−53012)高サイズ紙や非吸収性の
プラスチツクフイルム等の基材にシリカなどを主成分と
する吸収性被覆層を設けたもの(特公昭63−55996)な
どがある。
吸収量、吸収速度については、特開昭55−5830に、吸
収層の吸収性(水に濡れる速度)を測定し1.5−18mm/分
が良いとしたものや、特開昭55−146786に基材の吸水度
を30g/m2以下と規定したものがあるが、インク吸収の動
的な挙動について定量的に測定し、最適化したものはほ
とんど見られない。
このようなインクジエツト用紙を用いると、インクの
吸収が時間によつて異なるために様々の問題を生じる。
例えば、低サイズの1層の紙を用いた場合は、吸収性
が実質的に等方的であり、吸収速度を早くするためには
インクの浸透が早くなる必要があり、ドツト形状が不規
則になると共に、インクが深く浸透して色沈み、裏抜け
の原因となる。
例えば、高サイズの基紙上に吸収性被覆層を設けると
吸収層のみの吸収速度を早くすることができる。しかし
インクの吸収に限界があり、これを越えた場合はにじみ
などの原因となる。
本発明者らは一部これらの問題点を解決したインクジ
エツト用紙をカチオン性高分子エマルジヨンによつて吸
収性被覆層に透過性を与えることで改善した(特開昭62
−83178)。しかし、定量的なインク吸収挙動を解析す
ることは行なつていなかつた。
〔発明の目的〕
本発明は、水性インクを用いる多色又は単色のインク
ジエツト記録方式において、被記録材によるインクの吸
収速度が早く、吸収容量が大きく、インクドツトの広が
りが小さく、従つてシヤープな高解像度の多色画像を高
速度でプリントすることを可能ならしめる、前記従来技
術の欠点を解消し得るインクジエツト被記録材を提供す
ることを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明のインクジエツト記録用シートは、シート状支
持体上に設けた顔料と接着剤を主成分とするインク受容
性被覆層に、顔料として微粒子合成珪酸を、接着剤とし
て水溶性高分子を配合することを特徴とする。
基紙上の吸収性被覆層による吸収速度を遅くし、基紙
自体またはインクの吸収性下塗り層による吸収速度を、
これより早くすることによつての最適なインク画像受容
適性を達成する。
本発明者等は、前に述べた従来技術の欠点を除くた
め、種々検討を重ねた結果、上記の顔料と接着剤とを主
成分とする塗工液をシート状支持体に塗布、乾燥してイ
ンク受容性被覆層を設けたシートにおいて、インク受容
性被覆層側からのシート全体への水の吸収量が0.1秒で1
0ml/m2以上、30ml/m2以下、5秒で50ml/m2以上であるよ
うなシート構成にすることにより、吸収性、高解像度、
鮮明な発色などの特性を持つ優れたインクジエツト記録
用紙が得られることを実験的に見出した。
0.1秒でのシート全体への水の吸収量は、インク受容
層の組成および厚さに大きく関係し、シート全体への水
の吸収量を10ml/m2以上とするためには特定のインク受
容層を3〜30μm塗工する必要がある。又、5秒での水
の吸収量はインク受理層の組成、厚さ、シート状支持体
の厚さ、ステキヒトサイズ度に関係する。50ml/m2以上
とするには、シート状支持体のステキヒトサイズ度が1
〜10秒の場合は特定なインク受容層を3〜10μm設け、
シート状支持体のステキヒトサイズ度が10秒以上の場合
は特定なインク受容層を10〜30μm設ける必要がある。
本発明の被記録材の構成は支持体基紙を吸収体として
用いる場合と、吸収性の実質的にない支持体上に吸収層
を設ける場合の2種類の構成が考えられるが、本発明の
用件を満たすかぎり、これ以外の構成とするものであつ
てもよい。
短時間での吸液速度/量の指標として、インク受容性
被覆層側からのシート全体への水の吸収量が0.1秒で10m
l/m2以上、30ml/m2以下、長時間での吸液速度/量の指
標として、5秒で50ml/m2以上が好ましいことを見出だ
した。
インク受容性被覆層側からのシート全体への水の吸収
量の測定法はブリストテスター(J.TAPPI試験法No.51)
を用いて測定した。
短時間(0.1秒を指標とした)での吸液速度/量のイ
ンクジエツト特性との関連性は、インク受容性被覆層側
からのシート全体への水の吸収量で10ml/m2以上とする
ことにより必要なドツト液滴の定位置への保持が実現さ
れ、一方30ml/m2以下とすることにより、完全な吸収/
乾燥を防止できる。
長時間(5秒を指標とした)での吸液速度/量のイン
クジエツト特性との関連性は、50ml/m2以上とすること
により十分な乾燥ができる。本来は水性インクによつて
測定すべきものであるが、各種のインクによるばら付き
よりも、標準的な水を用いた場合の吸収挙動の差が決定
的と判断し、吸水量で規定した。ブリストテスターを用
いた測定は、幅広い液状物質に適用可能であり、各種の
インク組成への吸収挙動の最適化が本発明により容易に
実現できる。
長時間での吸液速度/量は、基紙の吸液速度/量、又
は下塗りの吸液層の吸液速度/量によつて決定される。
ブリストテスターを用いて測定し、適当な用紙/吸収下
塗層を選定できる。
短時間での吸液速度/量は微粒子合成珪酸の種類と水
溶性高分子接着剤の種類並びにその配合割合によつて、
被覆層の透過性をコントロールすることにより実現調節
できる。カチオン性酢酸ビニル共重合体を配合すること
が本発明目的達成の好ましい手段の一つである。
支持体を吸収体として用いずにその上に吸収層を設け
る場合は第1被覆層:透過性+インクドツトのコントロ
ールを、第2被覆層が吸収体としての役割を受け持つこ
ととなる。
本発明で用いる素材について説明する。
・シート状支持体 本発明に用いられるシート状支持体は通常の木材パル
プ紙が好ましく、通常併用されることのある合成繊維、
合成パルプを混抄してもよい。
支持体の厚さはプリントの最終用途によつて決定され
るが、10〜200μm、坪量は20〜200g/m2、表面平滑性の
良好なものが通常用いられる。
支持体基紙を吸収体として用いる場合、ステキヒトサ
イズ度1〜10秒のもの、特に3〜8秒が好ましく、支持
体を吸収体として用いず、その上に吸収層を設ける場
合、ステキヒトサイズ度10秒以上特に25秒以上の支持体
基紙が好ましい。実質的に吸収性を有しないプラスチツ
クフイルムも使用可能である。
・顔料 本発明のインク受容性被覆層に用いられる顔料は高吸
液性でかつ、顕色性の白色顔料である微粒子合成珪酸を
主成分とするのが良く、適切な初期(短時間)吸収性を
達成するためには粒子間の空隙を確保するために、ある
程度大きい、2次粒子径で1〜5μの粒子を主成分とす
るのが好ましい。微粒子合成珪酸以外の併用可能な白色
顔料としては、例えばカオリンクレー、タルク、ゼオラ
イト、沈降性炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、水
酸化アルミニウム、ホワイトカーボン、有機顔料(プラ
スチツクピグメント)等が挙げられる。
・水溶性高分子接着剤 本発明のインク受容層に用いられる接着剤としては、
ポリビニルアルコール、カゼイン等の蛋白質、澱粉、澱
粉誘導体などの天然もしくは合成の水溶性高分子が、顔
料のシリカとの接着性が良く、かつ水性インクとの親和
性が良いため、短時間での吸液性を向上させうるので、
好ましい。
ポリ酢酸ビニル系、スチレンブタジエン等の高分子ラ
テツクス接着剤も併用できる。
顔料および接着剤等の成分の配合割合は、水性インク
受容性被覆層としての吸収挙動および強度の要請から決
められるが、塗工液の操作特性(例:粘度、流動性、塗
工の乾燥性)の要請によつても制限される。水溶性高分
子接着剤量は被覆層固形分の20〜50重量%、特に塗工層
固形分の25〜35重量%が好ましい。カチオン性酢酸ビニ
ル共重合体(エマルジヨン重合体で使用する)は、被覆
層の2〜25重量%が好ましく、特に5〜15重量%が好ま
しい。
水性インク画像の耐水化に用いるカチオン性水溶性高
分子等のカチオン性高分子を、被覆層固形分の2〜25重
量%添加するのが好ましい。
被覆層の厚さは被覆層による必要な吸水量によつて決
められるが、厚すぎる場合は被覆層が強度不足となり、
プリンターでの紙粉等使用上様々の問題を起こすので塗
工量でいえば30g/m2以下であることが望ましい。
薄すぎる場合はインクの初期吸収、初期透過が不十分
となり、かつ均一な被覆層を得ることが困難なので塗工
量でいえば1g/m2以上、特に3〜10g/m2が好ましい。
以下、実施例によつて本発明をさらに詳細に説明す
る。なお、実施例において部は固型分重量部を、%は重
量%を示す。
実施例1 顔料として2次粒子径2〜5μのものが70%以上であ
る微粒子珪酸(フアインシール X37:徳山曹達)100
部、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ1部に水を加え
て、高速分散混合を行つた後、シラノール化ポリビニル
アルコール(R−1130:クラレ)20部、カチオン性酢酸
ビニル共重合体(ヨドゾール1E 502K−4:カネボウNS
C)10部を添加した。この塗料−1(濃度15%)を、坪
量64g/m2、ステキヒトサイズ度8秒の上質紙に塗工、乾
燥し、8g/m2の被覆層をもつ被記録シートを得た。
実施例2 実施例1と同様の操作により、下記処方の塗料−2
(濃度17%)以外は同一の材料を用い5g/m2の被覆層を
持つインクジエツト記録用紙を作成した。
塗料−2 微粒子珪酸(フアインシールX37:徳山曹達) 100部 PVA(117:ラクレ) 30部 カチオン性ポリ酢酸ビニル(VC−903:カネボウエヌエス
シー) 20部 画像耐水化剤:ポリエチレンイミン 10部 ポリアクリル酸ソーダ 1部 実施例3 実施例1と同様の操作により、下記処方の塗料−3
(濃度17%)を坪量104.5g/m2、ステキヒトサイズ度30
秒以上の上質紙に塗工、乾燥し、20g/m2の吸収層を設け
た。このシートの上に更に同様の操作により、5g/m2
被覆層を設け、2層の被覆層を持つインクジエツトプリ
ンター用被記録シートを作成した。
塗料−3 微粒子珪酸(サイロイド244:富士デヴイソン) 100部 PVA(117:クラレ) 15部 ポリオキシエチレン界面活性剤 1部 比較例1 実施例1と同様の操作により、下記処方の塗料−4
(濃度20%)以外は同一の材料を用い5g/m2の被覆層を
持つインクジエツト記録用紙を作成した。
塗料−4 微粒子珪酸(フアインシールX37:特山曹達) 100部 PVA(117:クラレ) 30部 比較例2 実施例1と同様の操作により、下記処方の塗料−5を
実施例3と同じ坪量104.5g/m2で、ステキヒトサイズ度3
0秒以上の上質紙に塗工、乾燥し、20g/m2の吸収層を設
けた。
塗料−5 微粒子珪酸(トクシール:徳山曹達) 100部 PVA(117:クラレ) 30部 画像耐水化剤:ポリエチレンイミン 10部 これらの各塗工紙の評価結果を表−1に示す。時間辺
りの水の吸収量はブリストテスター(J.TAPPI試験法No.
57)を用いて測定した。
インクジエツト記録特性の評価は、インクジエツトプ
リンター(HP社 シンクジエツト)を用いインク吸収
性、発色濃度およびドツトの直径および形状について行
つた。
インク吸収性の評価には、プリントしたインクが乾燥
するまでの秒数を測定した。インク吸収性の良いものか
ら優、良、可、やや難で示した。
発色の鮮かさは、イエロー、マゼンタ、シアンのカラ
ーインクの発色を目視で評価した。発色の良いものから
優、良、可、やや難で示した。
ドツトの形状は真円に近いものから優、良、可、やや
難で示した。
〔発明の効果〕 本発明のインクジエツトプリンター用被記録材はイン
ク吸収速度と量が大きく、ドツトにじみが小さく、形状
が真円に近い、優秀なもので従来法の欠点を解消し高解
像度で発色に優れた、高速のインクジエツト・フルカラ
ー・プリンターを可能ならしめるものであり、産業界に
寄与するところが大である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−72495(JP,A) 特開 昭59−185690(JP,A) 特開 昭56−148586(JP,A) 特開 昭61−19389(JP,A) 特開 昭62−85980(JP,A) 特開 平1−95092(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41M 5/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シート状支持体に微粒子合成珪酸と水溶性
    高分子接着剤を主成分とするインク受容層を設けてな
    り、このインク受容層側からシート全体へのブリストテ
    スターを用いて測定した水の吸収量が0.1秒間に10ml/m2
    以上、30ml/m2以下であり、5秒間で50ml/m2以上である
    ことを特徴とするインクジェット記録用シート。
  2. 【請求項2】前記水の吸収量が、5秒間で50ml/m2
    上、85.2ml/m2以下である、請求項1記載のインクジェ
    ット記録用シート。
  3. 【請求項3】前記シート状支持体のステキヒトサイズ度
    が1〜10秒の場合は、前記インク受容層の厚さが3〜10
    μmであり、シート状支持体のステキヒトサイズ度が10
    秒以上の場合は、前記インク受容層の厚さが10〜30μm
    である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録用
    シート。
  4. 【請求項4】前記インク受容層がカチオン性高分子を2
    〜25重量%含有することを特徴とする、請求項1〜3の
    いずれか1項に記載のインクジェット記録用シート。
  5. 【請求項5】前記インク受容層がシラノール化ポリビニ
    ルアルコールを含有することを特徴とする、請求項1〜
    4のいずれか1項に記載のインクジェット記録用シー
    ト。
  6. 【請求項6】前記微粒子合成珪酸が粒子間に空隙を有す
    る2次粒子であることを特徴とする、請求項1〜5のい
    ずれか1項に記載のインクジェット記録用シート。
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