JP3097335B2 - インクジェット記録用紙 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水性インクを用いたプ
リンター、コピー等に用いられるインクジェット記録用
被記録材に関し、詳しくは色彩の発色、画像の耐水性、
耐光性等の保存性、ドット形状、塗膜強度等の優れた特
性を持つ改良されたカラーインクジェット記録用紙に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】水性インクを用いるインクジェット方式
のプリンターの性能、特にプリント速度、解像度、階調
性等の向上によって、被記録材に対してもインクの高速
吸収性、高吸収容量、高濃度印字、画質の向上の他に、
印字物の耐水性、耐光性等のより高度な特性を要求され
るようになった。

【０００３】このような要請に応えるべく、既に高濃度
印字のためには、非こう質シリカと高分子バインダーか
らなる被覆層が水性インクによる印字においてインク吸
収性を有し優れていることが特開昭５５−５１５８３号
公報に、耐水性が高いインクジェット記録媒体として
は、シリル基含有変性ポリビニルアルコールを用いるこ
とが特開昭６１−１３４２９０号公報に、また、ポリカ
チオン高分子電解質が用いられることが特開昭５６−８
４９９２号公報に、多価金属塩を用いる方法が特開昭５
６−８６７８９号公報に、２価以上のイオン価を有する
水溶性金属塩の１種以上とカチオン性有機物質を使用す
る方法が特開昭６０−６７１９０号公報に開示されてい
る。

【０００４】しかし、高濃度で高画質に印字ができ、イ
ンク吸収速度が速く、かつ染料の発色を損なわない吸収
剤としては、シリカを用いるのが現段階では最も優れて
いるし、また印字の耐水性改善の観点からは、カチオン
性樹脂の添加が染料とのイオン結合により耐水性を向上
できることが知られているが、耐光性が低下しやすい
し、さらに耐光性改善のために多価金属塩を併用する方
法も提案されているが、未だに性能的に満足できるもの
は見出だされていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような現状に鑑
み、本発明は水性インクを用いるインクジェット方式プ
リンターにおいて、インクの吸収速度が早く吸収容量が
大きくシャープな高解像度の画像を高速でプリント可能
で、しかも画像の保存性に優れた、前記従来技術の欠点
を解消したインクジェット記録用紙を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の欠
点を解決するために種々の検討を重ねた結果、顔料の一
部に非晶質シリカを含有させ、接着剤の一部にシラノー
ル基を含むビニルアルコール共重合体を含有するインク
受容性被覆層に特定の割合でジルコニウム化合物を含有
せしめ、前記インク受容性被覆層を特定の割合で支持体
の少なくとも一方に設けると耐水性、耐光性等の保存性
に優れ、高濃度で印字可能な、しかも表面強度の優れた
インクジェット記録用紙が得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。

【０００７】本発明は、支持体の少なくとも一方の面に
全塗料固形分の６０〜９０重量％の非晶質微粉シリカ
と、５〜３０重量％のシラノール基を含むビニルアルコ
ール共重合体と、０．１〜１０重量％のジルコニウム化
合物とを主成分とするインク受容性被覆層を２〜２０ｇ
／ｍ² の割合で設けたことを特徴とする水性インクジェ
ット記録用紙に関するものである。

【０００８】本発明によれば、インク受容性被覆層に使
用されるバインダーとして、シリカに対して特異的に接
着性が優れた変性ポリビニルアルコールを用いることに
より、顔料の主成分である非晶質微粉シリカを強固に接
着し、かつ、ジルコニウム化合物を存在させることで、
印字された水性インクを顔料に吸着させると同時に、水
に対して再溶解を防止する効果を発現させることができ
る。

【０００９】本発明に用いられる接着剤としてのシラノ
ール基を含むポリビニルアルコール共重合体は、珪素を
含有するビニル化合物と酢酸ビニルを共重合させた後、
けん化することにより、酢酸ビニル単位がビニルアルコ
ールに、珪素含有単位がシラノール基にそれぞれ転換さ
れて得られるものであり（特開昭５８−５９９２０３号
公報）、こゝで珪素含有単量体は０．１〜１．０モル％
程度の極少量を共重合させれば良い。シラノール基を含
むポリビニルアルコール共重合体は、シリカと特異的に
強固に接着するため、発色や解像力を妨げない程の少量
で十分な塗膜強度を実現することができる。

【００１０】本発明においては、シラノール基を含むポ
リビニルアルコール共重合体の他に、接着剤としてポリ
ビニルアルコール、澱粉誘導体、セルロース誘導体等の
天然もしくは加工した接着剤並びにアクリル系接着剤、
スチレン−ブタジエン系接着剤等の水系合成接着剤の中
から適宜選定し、併用することができる。

【００１１】シラノール基を含むポリビニルアルコール
共重合体の量を含めて、接着剤は全塗料固形分の５〜３
０重量％の範囲である。接着剤の量を３０重量％以上使
用しても強度はそれほど向上せず、かえってシリカの比
率が低下して画像が劣化するし、また接着剤の量が５重
量％以下では塗膜強度が不十分となり好ましくない。

【００１２】本発明においては、画像の耐水性の向上の
ため、インク受容性被覆層を構成する成分の一つとして
ジルコニウム化合物を加える。このジルコニウム化合物
はオキシ塩化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、炭酸ジ
ルコニウムアンモニウム、酢酸ジルコニウム、酢酸ジル
コニウムアンモニウム等より選択され、１種または複数
の化合物の混合物として使用される。

【００１３】前記ジルコニウム化合物は全塗料固形分の
０．１〜１０重量％の範囲、好ましくは０．２〜１０重
量％の範囲を添加するのが良い。ジルコニウム化合物が
１０重量％より多いとインクの吸収性が低下してインク
乾燥性が不足するし、また、０．１重量％より少ないと
印字された画像の耐水性が不十分となる。

【００１４】前記ジルコニウム化合物の他に耐水性を向
上する目的でポリエチレンイミンの４級アンモニウム
塩、４級アンモニウム基を導入したアクリル、またはメ
タアクリル酸エステル共重合体を耐光性に影響を与えな
い程度に添加することもできる。

【００１５】本発明に使用する顔料としてはインクジェ
ット記録に用いて鮮明な画像を与えることが知られてお
り、高吸油量で、かつ高比表面積を有し、２次粒子が１
〜６μｍの非晶質微粉シリカが最も優れている。この微
粉シリカは、全塗料固形分の６０〜９０重量％使用さ
れ、微粉シリカが６０重量％より少ないとインクの吸収
容量が低下し、インクのにじみ、ドット径が拡大するの
で好ましくなく、また、９０重量％より多いと画質は良
好となるが、塗膜強度が低下するため実用上に問題が生
ずる。

【００１６】用紙の使用目的とプリンターの要求性能に
応じて他の白色顔料を併用できる。これらの白色顔料と
してはゼオライト、炭酸カルシウム、ケイソウ土、カオ
リンクレー、焼成クレー、タルク、水酸化アルミニウ
ム、有機顔料（プラスチックピグメント）等、一般に紙
塗工に使用されている顔料が挙げられる。また、前記顔
料を塗料とするには水中に均一に分散させる必要がある
が、そのためには、例えば、ポリアルリル酸ソーダ、燐
酸塩、界面活性剤等のような通常の分散剤を添加するの
が好適である。

【００１７】本発明のインク受容性被覆層は、前記の構
成成分を通常の方法で均一に水中に分散して塗工液と
し、これをバーコーター、ブレードコーター、エアーナ
イフコーター、グラビアコーター等を用いた塗工方式
で、支持体上の少なくとも一方の面上に塗工量２〜２０
ｇ／ｍ² の割合で設けることにより得られる。塗工量が
２ｇ／ｍ² より少ないと画像の均一性と画像濃度が不十
分となり、また、２０ｇ／ｍ² より多いと塗膜強度が低
下すると同時に、性能の向上は飽和しコスト高を招くの
で好ましくない。

【００１８】本発明に用いられる支持体は通常の天然パ
ルプからなる紙、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
エステル等のプラスチックフィルムシート、合成繊維、
合成パルプ、合成樹脂フィルムを擬紙化したいわゆる合
成紙のいずれでも良い。支持体の厚みは１０〜２００μ
ｍ、坪量は１０〜２００ｇ／ｍ² の範囲が好適である。

【００１９】

【実施例】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、勿論本発明はこれによってなんら制限され
るものでない。なお、以下において％とあるのは固形分
換算の重量％を示す。

【００２０】実施例１ 下記に示す組成の塗料−１を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５ｇ／
ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、イ
ンク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作製
した。 塗料−１ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ８２．０％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） １６．０％ 酢酸ジルコニウム（東京化成製） ０．８％ ポリアクリル酸ソーダ（分散剤：東亜合成製） １．２％

【００２１】実施例２ 下記に示す組成の塗料−２を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で１０ｇ
／ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、
インク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作
製した。 塗料−２ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ７５．０％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） ２３．６％ 炭酸ジルコニウムアンモニウム（東京化成製） ０．２％ ポリアクリル酸ソーダ １．２％

【００２２】実施例３ 下記に示す組成の塗料−３を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で２０ｇ
／ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、
インク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作
製した。 塗料−３ 非晶質微粉シリカ（ミズカシル：水沢化学製） ６７．５％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） ３０．０％ 炭酸ジルコニウムアンモニウム（東京化成製） １．０％ ポリアクリル酸ソーダ １．５％

【００２３】実施例４ 下記に示す組成の塗料−４を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５ｇ／
ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、イ
ンク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作製
した。 塗料−４ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ６０．０％ 沈降性炭酸カルシウム（ＰＺ：白石工業製） ２６．５％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） １０．０％ 酢酸ジルコニウム（東京化成製） ２．０％ ポリアクリル酸ソーダ １．５％

【００２４】実施例５ 下記に示す組成の塗料−５を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で２ｇ／
ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、イ
ンク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作製
した。 塗料−５ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ９０．０％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） ５．０％ 炭酸ジルコニウムアンモニウム（東京化成製） ３．５％ ポリアクリル酸ソーダ １．５％

【００２５】実施例６ 下記に示す組成の塗料−６を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５ｇ／
ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、イ
ンク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作製
した。 塗料−６ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ７８．５％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） １０．０％ 炭酸ジルコニウムアンモニウム（東京化成製） １０．０％ ポリアクリル酸ソーダ １．５％

【００２６】比較例１ 下記に示す組成の塗料−７を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５ｇ／
ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、イ
ンク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作製
した。 塗料−７ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ８２．５％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） １６．５％ ポリアクリル酸ソーダ １．０％

【００２７】比較例２ 下記に示す組成の塗料−８を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５ｇ／
ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、イ
ンク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作製
した。 塗料−８ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ７３．５％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） １０．０％ 炭酸ジルコニウムアンモニウム（東京化成製） １５．０％ ポリアクリル酸ソーダ １．５％

【００２８】比較例３ 下記に示す組成の塗料−９を濃度１８重量％に調製し、
坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５ｇ／
ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥し、イ
ンク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙を作製
した。 塗料−９ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ５０．０％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） ３５．０％ 炭酸ジルコニウムアンモニウム（東京化成製） １３．５％ ポリアクリル酸ソーダ １．５％

【００２９】比較例４ 下記に示す組成の塗料−１０を濃度１８重量％に調製
し、坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５
ｇ／ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥
し、インク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙
を作製した。 塗料−１０ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ９５．０％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） ２．０％ 炭酸ジルコニウムアンモニウム（東京化成製） １．５％ ポリアクリル酸ソーダ １．５％

【００３０】比較例５ 下記に示す組成の塗料−１１を濃度１８重量％に調製
し、坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５
ｇ／ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥
し、インク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙
を作製した。 塗料−１１ 沈降性炭酸カルシウム（ＰＺ：白石工業製） ８２．０％ ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１１７：クラレ製） １７．０％ ポリアクリル酸ソーダ １．０％

【００３１】比較例６ 下記に示す組成の塗料−１２を濃度１８重量％に調製
し、坪量６５ｇ／ｍ² の上質紙の片面に固形分換算で５
ｇ／ｍ² の割合でバーコーターを用いて塗工して乾燥
し、インク受容性被覆層を持つインクジェット記録用紙
を作製した。 塗料−１２ 非晶質微粉シリカ（ファインシール：徳山曹達製） ８２．０％ シラノール化ポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０：クラレ製） １６．０％ ポリエチレンイミン４級アンモニウム塩（日本触媒化学社製） ０．８％ ポリアクリル酸ソーダ １．２％

【００３２】これらの各インクジェット記録用紙の評価
結果を表−１に示す。インクジェット記録用紙の記録特
性は、インクジェットプリンター（キャノン製ワードプ
ロセッサー、α−４０）を用い、発色濃度とインク乾燥
性について評価を行なった。

【００３３】発色濃度は印字物をマクベス濃度計にて測
定した。又、この印字物の耐光性は、記録紙をアトラス
社製キセノンフェードメーターで５５℃、６５％ＲＨ中
で８０時間照射し、その初期濃度に対する濃度残存率を
測定して評価した。評価は性能の優れているものを○、
一般的な品質のものを△、使用に問題となる欠陥のある
ものを×として示す。濃度は、１．２より高いものを
○、１．１〜１．２を△、１．１より低いものを×と
し、耐光性は、濃度残存率が８０％以上が○、７０％以
上〜８０％より低いものが△、７０％より低いものを×
とした。

【００３４】またインク乾燥性は、印字１分後に印字さ
れた表面を紙で圧着し、インク転移の状態を観察した。
耐水性は、上記プリンターで文字を印字し、この記録紙
を静水中に１分間浸漬し印字物の水への再溶出の状態を
観察し評価した。インク受容性被覆層の強度は、市販の
セロファンテープを該被覆層の表面にはり付け、これを
剥離する時の塗工層の剥がれ具合を観察し官能的に評価
した。インク乾燥性、耐水性及び塗膜強度の評価は、性
能の優れているものを○、通常の品質のものを△、使用
上問題となる欠陥のあるものを×として示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかなように、本発明によれば
全塗料固形分当り非晶質微粉シリカを６０〜９０重量
％、シラノール基を含むビニルアルコール共重合体を５
〜３０重量％及びジルコニウム化合物を０．１〜１０重
量％とを含有するインク受容性被覆層を支持体の少なく
とも一方の面上に２〜２０ｇ／ｍ² 設けることで、イン
クジェット記録による画像の記録濃度、インク吸収性、
耐光性、耐水性及び塗膜強度を満足させることができる
（実施例１〜６）。

【００３７】しかし、非晶質微粉シリカが６０重量％よ
り少ないと記録濃度とインク吸収性が低下し（比較例
３）、非晶質微粉シリカが９０重量％より多いと塗膜の
強度が低下する（比較例４）。

【００３８】また、シラノール基を含むビニルアルコー
ル共重合体が５重量％より少ないと塗膜強度が低下し
（比較例４）、３０重量％より多いと記録濃度とインク
吸収性が低下する（比較例３）。

【００３９】さらにジルコニウム化合物が０．１重量％
より少ないと画像の耐水性が無くなり（比較例１）、１
０重量％より多いと画像濃度とインク吸収性が不足する
（比較例２及び３）。

【００４０】前記の非晶質微粉シリカとシラノール基を
含むビニルアルコール共重合体を使用しないと画像濃度
とインク吸収性の低下が起こり好ましくない（比較例
５）。ジルコニウム化合物の代わりにカチオン性樹脂を
使用すると画像の耐光性が低下する（比較例６）。

【００４１】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録用紙は、表
面が強固で、印字が鮮明でインクの吸収性に優れ、印字
物の耐水性、耐光性を改善し、従来の記録紙の欠点を解
消した高解像度、高速及び汎用のインクジェット・プリ
ント・システムを可能ならしめるという効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−134290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−28689（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−7189（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−249384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−268682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−67190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−125386（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41M 5/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体の少なくとも一方の面に、全塗料
   固形分の６０〜９０重量％の非晶質微粉シリカと、５〜
   ３０重量％のシラノール基を含むビニルアルコール共重
   合体と、０．１〜１０重量％のジルコニウムの酢酸塩化
   合物及び炭酸塩化合物から選ばれる少なくとも１種の化
   合物とを主成分とするインク受容性被覆層を２〜２０ｇ
   ／ｍ² の割合で設けたことを特徴とする水性インクジェ
   ット記録用紙。