JP3195329B2 - インクジェット記録用紙 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録用紙に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、フルカラー
化が容易であり、記録時の騒音が小さい利点があり、汎
用されている。

【０００３】このためのインクジェット記録用紙に対し
ては、滲みがなくインク吸収性に優れる、紙面の平滑性
及び光沢に優れる、印字濃度が高い、印字耐水性が高い
などの要求がある。

【０００４】一般的にインクジェット記録用紙は、基紙
に顔料及びバインダーを主成分とする塗工液を、ブレー
ドコータ、エアナイフコータ、ロールコータ、バーコー
タ、グラビアコータ、ロッドブレードコータ、リップコ
ータ、カーテンコータ、ダイコータなどを用いて塗工す
ることにより得られる。

【０００５】ここに使用する顔料としては、非晶質シリ
カまたは合成シリカ、クレー、炭酸カルシウムなどが用
いられる。比表面積の大きいシリカを使用すれば、イン
クの吸収性が高くなる点で好ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のインク
ジェット記録用紙では、インクの吸収性が必ずしも十分
でなく、滲み防止の点でも満足できるものではない。

【０００７】そこで、本発明者らは、顔料として特殊な
軽質炭酸カルシウムを用いると、優れたインク吸収性を
示し、滲みが殆どなく鮮明な印字が可能であり、しかも
退色抵抗性にきわめて優れることを知見した。また、か
かる利点は顔料中の軽質炭酸カルシウムの割合が大きい
ときに特に顕著であるが、この種の塗工液を前述の塗布
方式で塗布すると、記録紙表面の平滑性及び光沢性が良
好でないことも知見された。

【０００８】したがって、本発明の主たる課題は、イン
ク吸収性に優れ、滲みが殆どなく鮮明な印字が可能であ
り、退色抵抗性にきわめて優れ、しかも記録紙表面の平
滑性及び光沢性に優れ、さらにシリカを顔料として用い
る場合に比較してコストの低減も図ることができる、イ
ンクジェット記録用紙を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、次記のとおりである。

【００１０】＜請求項１記載の発明＞ 顔料中に比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭
酸カルシウムを７０重量％以上含有し、前記顔料１００
重量部に対して、バインダーを５〜５０重量部含有し、
さらにアルミニウムキレート化合物を含有する塗工液
を、基紙の少なくとも一方の面に、キャストコーティン
グ法により塗工層を形成したことを特徴とするインクジ
ェット記録用紙。

【００１１】（作用効果） Ａ．一般の軽質炭酸カルシウムの比表面積は０．５ｍ²
／ｇ〜１０ｍ²／ｇ以下である。しかるに、本発明で使
用する軽質炭酸カルシウムの比表面積は５０〜１３０ｍ
²／ｇときわめて高い。その結果、記録紙の塗工層には
ミクロな多数の孔が形成されるために、インクを受理し
たとき、インク中の色素を塗工層の表面部における気孔
間に残存させ、インク中の水分のみ気孔を通り塗工層を
抜けて基紙に浸透する。したがって、インクの吸収性に
優れ、かつ水分の拡散に伴う滲みも防止される。この効
果を十分に発揮させるためには、本発明に係る軽質炭酸
カルシウムが顔料中に９０重量％以上含有させるのが好
ましい。 Ｂ．しかし、逆に塗工層に多数の気孔が形成されるため
に、通常の塗工方式では記録紙表面の平滑性及び光沢性
が良好でなくなる。そこで、本発明に従って、キャスト
コーティング法により塗工すると、通常のコート紙と比
較して、記録紙表面のより高い平滑性及び光沢性が得ら
れ、しかも低コストで得ることができる。 Ｃ．本発明の軽質炭酸カルシウムは結着性に優れるか
ら、粉落ちのおそれからのバインダーの使用量が顔料１
００重量部に対して、５〜５０重量部、望ましくは２０
〜３０重量部で足りる。その結果、バインダーの使用量
を過度とすることがなく、結果としてバインダーに起因
する退色の抵抗性が高くなる。 Ｄ．この発明においては、アルミニウムキレート化合物
を含有させる。この添加理由は、他のポリマー系カチオ
ン剤と比較して、アルミニウムキレート化合物はインク
の定着性、耐水性にきわめて優れるためである。なお、
アルミニウムキレート化合物の含有割合としては、バイ
ンダーに対して０．１〜８重量％が好ましい。

【００１２】＜請求項２記載の発明＞ 顔料中に比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭
酸カルシウムを７０重量％以上、合成シリカを３０重量
％未満含有し、前記顔料１００重量部に対して、バイン
ダーを５〜５０重量部含有し、さらにアルミニウムキレ
ート化合物を含有する塗工液を、基紙の少なくとも一方
の面に、キャストコーティング法により塗工層を形成し
たことを特徴とするインクジェット記録用紙。

【００１３】（作用効果） この発明においても、上記Ａ〜Ｄのほか次記の利点がも
たらされる。 Ｅ．合成シリカ、望ましくは比表面積が１５０ｍ²／ｇ
以上の合成シリカを３０重量％以下含有させることで、
インクの吸収性をより高めることができる。しかし、か
かる合成シリカを併用すると、塗料の調整時において急
に粘度が上昇し、塗料調整が困難となることがある。こ
れに対して、アルミニウムキレート化合物を含有させる
と、粘度の急上昇はなくなり、安定した塗料の調整が可
能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明においては、顔料として比
表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇ、より好適には７０〜９
０ｍ²／ｇの軽質炭酸カルシウムを用いる。

【００１５】本発明においては、塗工層中に顔料を含有
させ、この顔料中に上記軽質炭酸カルシウムを顔料とし
て７０重量％以上使用することが必要であるが、特に合
成シリカを用いない場合には、インクの吸収性を向上さ
せるために、９０重量％以上使用することが好ましい。

【００１６】上記軽質炭酸カルシウムの含有量を増加さ
せるにつれて、ドットの濃度が高くなると共にシャープ
ネスも良好になり、真円性も良好となるので、この場合
には優れた記録画像を得ることができるが、７０重量％
未満の含有量とした場合には、ドットの濃度が不充分と
なりオリジナルからの色の再現性に劣る場合が生じる。

【００１７】本発明において、上記軽質炭酸カルシウム
と併用することができる顔料は、合成シリカが好適であ
る。合成シリカ、特に比表面積が１５０ｍ²／ｇ以上の
合成シリカを使用した場合、インク吸収性を良くするこ
とができる。しかし、その他の顔料をも用いることがで
き、通常の紙塗工に使用される顔料を適宜選択して用い
ることができる。この顔料としては、例えばカオリン、
クレー、タルク、通常の軽質炭酸カルシウム、重質炭酸
カルシウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、サチ
ンホワイト等の無機顔料、プラスチックピグメント等の
有機顔料をも挙げることができる。有機顔料を用いる場
合には、その含有量を顔料中に６重量％以下とすること
が好ましい。かかる顔料を塗工層に含有させることは、
公知の方法により、当該顔料を塗液に混合・分散させる
ことにより容易に行うことができる。

【００１８】本発明においては、顔料に基紙との結着性
を付与し、塗工層を均一に形成するために塗工液にバイ
ンダーを添加する。上記バインダーの例としては、酸化
でんぷん、エステル化デンプン等のデンプン類、カルボ
キシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等
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、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、スチレンマ
レイン酸樹脂及びその誘導体、スチレン・ブタジエン共
重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体な
どの共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル酸エステ
ル及びメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体など
のアクリル系重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共
重合体などのビニル系重合体ラテックス、酢酸ビニル系
エマルジョン又はこれらの二種以上の混合物等を挙げる
ことができる。

【００１９】使用されるバインダーの量は、顔料１００
重量部に対して５〜５０重量部、より好適には２０〜３
８重量部である。また、塗工液には、必要に応じて、顔
料分散剤、保水剤、増粘剤、削泡剤、離型剤、防腐剤、
着色顔料、耐水化剤、湿潤剤、蛍光染料、紫外線吸収剤
等を添加することができる。

【００２０】本発明においては、記録画像の耐水性を向
上させるために、塗工層にカチオン性高分子を含有させ
ることが好ましい。このようなカチオン性高分子電解質
は、使用されるインク中の水溶性直接顔料や酸性染料分
子中の−ＳＯ₄Ｎａ基、−ＳＯ₄Ｈ基、−ＮＨ₄基等と反
応して水に不溶な塩を形成し、インク中の染料が水に溶
解するのを防止して記録画像の耐水性を向上させる。

【００２１】上記のカチオン性高分子電解質としては、
例えば、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムハ
ライド、ポリジアクリルジメチルアンモニウムハライ
ド、ポリジメチルアミノエチルメタアクリレート塩酸
塩、ポリエチレンイミン、ジシアンジアミドホルマリン
縮合物、エピクロルヒドリン変性ポリアルキルアミン、
ポリビニルピリジニウムハライド、ポリエチレンイミン
第４級アンモニウム塩類、ポリアミン等を挙げることが
できる。

【００２２】以上のようにして調製された塗工液の塗工
量は、基紙の片面当たり固形分換算で５〜５０ｇ／ｍ²
とするが、特に１０〜３０ｇ／ｍ²とすることが好まし
い。また、顔料は３〜３０ｇ／ｍ²とすることが好まし
い。

【００２３】本発明においては、キャストコーティング
法により塗工層を基紙に設ける。このキャストコーティ
ング法は、通常のキャストコーティング紙を製造する方
法と同様の方法である。すなわち、本発明においては、
基紙表面に設けられた湿潤状態の塗工層に鏡面加工され
た円筒外面を有する加熱されたドラムを圧接させて紙表
面を光沢状に仕上げるウエットキャストコーティング
法、基紙表面に設けられた湿潤状態の塗工層をゲル状態
にした後、鏡面加工された円筒外面を有する加熱された
ドラムを圧接させて紙表面を光沢状に仕上げるゲル化キ
ャストコーティング法、及び基紙表面に設けられた湿潤
状態の塗工層を一旦乾燥させた後、再湿潤液を塗布する
ことによって可塑化させられた塗工層に、鏡面加工され
た円筒外面を有する加熱されたドラムを圧接させて紙表
面を光沢状に仕上げるリウエットキャストコーティング
法の何れかの方法によって塗工層を設ける。

【００２４】塗工量としては、乾燥膜厚で０．５〜５０
μｍとすることができる。

【００２５】本発明に使用する基紙は、特に限定される
ものではなく、通常インクジェット記録用紙に使用され
る木材パルプを主体とした中性紙等、公知の紙を適宜選
択して使用することができる。

【００２６】顔料として合成シリカを併用する場合、粘
度調整及び高い画像濃度を得るために、塗工液中にアル
ミニウムキレート化合物を含有させる。

【００２７】このアルミニウムキレート化合物の好まし
い具体例としては、例えば、エチルアセトアセテートア
ルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス
（エチルアセトアセテート）、アルキルアセトアセテー
トアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノ
アセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテー
ト）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）等
のアルミニウムキレート化合物等が挙げられる。

【００２８】

【実施例】(実施例１） 原料パルプとしてフリーネス（Ｃ．Ｓ．Ｆ）３７０ｍｌ
のＬＢＫＰ８５部（以下、「部」とは重量部を意味し、
「％」とは重量％を意味する。）、フリーネス（Ｃ．
Ｓ．Ｆ）４４０ｍｌのＮＢＫＰ１５部を混抄して得た、
米坪８０ｇ／ｍ²の基紙に、次の塗工液をエアーナイフ
コータにより塗工量１０ｇ／ｍ²となるように塗工し、
直ちに湿潤状態の塗工層を鏡面加工され８０℃に加熱さ
れた円筒外面を有するドラムに圧接させて紙表面を光沢
状に仕上げるウエットキャストコーティング法により受
容層を形成した。

【００２９】塗工液としては、顔料として軽質炭酸カル
シウム（ＢＥＴ比表面積８０ｍ²／ｇ、品名：ジェット
コート３０）７０部、及び合成非晶質シリカ（ミズカシ
ールＰ−７８Ａ: 水澤化学社製）３０部、バインダーと
してポリビニルアルコール（ｒ−１１３０：クラレ社
製、固型分濃度１０％）４００部、に対して、カチオン
性染料定着剤（スミレーズレジン１００１：住友化学工
業社製、固型分濃度３０％）を１０部、及びアルキルア
セトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（アル
ミキレートＭ：川研ファインケミカル社製）を固形分で
４部添加したものを使用した。

【００３０】（他の実施例、比較例及び参考例） 実施例１で使用した軽質炭酸カルシウム、バインダー、
及び合成非晶質シリカの配合量を変更するとともに、顔
料として他の軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、奥多
摩工業社製）を使用して各種インクジェット記録用紙例
を得た。さらに、アルミニウムキレート化合物としての
アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレ
ートを添加しない場合についても検討した。また、スー
パーキャレンダー処理したものについても検討した。

【００３１】＜評価方法＞ 実施例、比較例で得られたインクジェット記録用紙の記
録濃度、インク吸収性、光沢性、にじみは以下に示す方
法で評価した。結果を表１に示す。 ［記録濃度］キャノンフルカラープリンタＢＪＦ６００
を温度２０℃、湿度２０％条件下で使用して４色（ブラ
ック、シアン、マゼンタ、イエロー）のベタ記録（大き
さ３．０ｃｍ×３．０ｃｍ）を行ない、印字後３０分経
過後のインク浸透が安定した状態で記録部分をマクベス
濃度計（ＲＤ９１５）にて記録濃度を測定した。表には
４色の測定値の合計を示し、３．３以上を良とした。 [インク吸収性]イエロー、マゼンタ、シアンの各単色を
印字し、印字直後から５秒毎にプリントした印字面に上
質紙を貼合せ、インクが上質紙に転写するかどうかを観
察する。（○：１０秒未満、△：１０〜３０秒、×：３
０秒以上）インクが乾燥するまでの時問が１０秒未満の
ものはインク吸収性に優れる。 ［印字部の光沢感（照り感）］印字部の光沢感は印字部
に対して２０°の横角度から目視し、以下のように４段
評価した。◎：銀塩方式のカラー写真と同レベルの照り
感がある。○：カラー写真よりは劣るが、高い照り感が
ある。△：塗工紙印刷品並。×：一般ＰＰＣ並。 「にじみ」キャノンフルカラープリンタＢＪＦ６００を
温度２０℃、湿度２０％条件下で使用して３原色（シア
ン、マゼンタ、イエローの各インク）の重ね色でつくる
赤、緑、紫をそれぞれ交互にベタ記録（大きさ３．０ｃ
ｍ×３．０ｃｍ）を連続して記録し、印字後３０分経過
後のインク浸透が安定した状態で隣接するインクジェッ
トインクが互いにもしくは片側ににじみだしを生じた度
合を評価した。評価Ａ−インクのにじみは全く無い。評
価Ｂ−インクのにじみが若干見られる。評価Ｃ−インク
のにじみがはっきりとある。

【００３２】

【表１】

【００３３】＜考察＞ ・比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭酸カル
シウムの使用と一般軽質炭酸カルシウムの使用との対比 比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭酸カルシ
ウムは、合成非晶質シリカに匹敵する比表面積と、炭酸
カルシウムがカチオン性を有していることにより、イン
ク(アニオン)の定着性の向上をもたらす。比表面積が小
さい炭酸カルシウムは、インクジェットインクの染料に
対する吸着力が不足し、インクジェットインク中の溶剤
と共に染料もインク受容層表面から深く浸透するため
に、染料の濃度が低くなり精細な画像が得られない。使
用により、光沢感は出るものの、インクジェットインク
の吸収性、乾燥性には劣る。また、乾燥不良、インクの
定着に問題が生じる。

【００３４】・比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである
軽質炭酸カルシウムの使用量を、７０重量％以上とす
る、特に９０重量％以上含有させることの理由 インクジェットインクの十分な吸収性と、インク受容層
面でのセット性を得るためには、多孔性で微粒子の２次
凝集状であることが好ましい。比表面積が５０〜１３０
ｍ²／ｇである軽質炭酸カルシウムを使用すると、高い
インクの受容性を示す。その使用量が７０重量％未満で
は、塗工液調整時の分散性、安定性が劣る問題が生じ、
操業性が極めて悪化する。特に塗料調整における安定性
が得られたのが９０重量％以上である。

【００３５】・顔料１００重量部に対して、バインダー
を５〜５０重量部含有させる理由は、 顔料の粉落ち防
止を図るとともに、高いインクの受容性を確保するため
である。すなわち、バインダーの成膜性により、多すぎ
ると、多孔性表面の形成を阻害し、少なすぎると顔料の
定着が悪くなり、粉落ちなどの問題が生じる。

【００３６】・合成シリカは、インク吸収性、乾燥性に
優れ、顔料の不透明性による印字裏抜け防止効果を発揮
する。合成シリカを過度に含有させると、光沢の発現を
阻害する。また、炭酸カルシウムは、インクジェットイ
ンクの定着性、発色性や光沢の発現性に優れているもの
の、インク乾燥性に劣り高速印刷時に問題が生じる場合
があるために、これを合成シリカを含有させることで補
償することも意図している。合成シリカの含有量を３０
重量％未満とするのは、インクの発色性、光沢の維持を
確保するためである。

【００３７】・アルミニウムキレート化合物を含有させ
ると、インクの定着性、塗工液調整時の分散安定性効果
が極めて高くなる。

【００３８】・キャストコーティング法と他のコーティ
ング法との対比 従来の塗工及び乾燥方法で製造したインクジェット用塗
工紙は、塗工面の平滑性，光沢が低く、ドットのエッジ
が不明瞭のものが主であつた。このことはインクの吸収
速度と吸収量とを高めるためにインクジェット記録用塗
工液中に顔料成分として無定形シリカや微粉ケイ酸など
を配合することに起因している。またこれらの欠点を改
善するためにキャレンダー，スーパーキャレンダーなど
で処理を行なうと、塗工層の多孔構造が潰されてインク
の吸収速度と吸収量の低下を招いてしまう。さらに、従
来の塗工及び乾燥方法でインクジェット記録用用紙を製
造すると、基紙よりも浸水伸度が高くなり、多色記録時
にシワや波打ちなどの変形が生じ易く、寸法安定性の点
で満足なものが得られないのが実情である。すなわち、
従来の方法では塗工工程で基紙が伸長し、乾燥工程で急
激に収縮するので、紙層内に不均一な歪が発生し、これ
が寸法安定性不良の要因となっている。このため従来の
方法では多色高画質のインクジェット記録用紙に使用す
る基紙は浸水伸度の非常に小さいものを選択して用いな
ければ寸法安定性の点で不満足のものになってしまう。
この点に関しては、特公平６−９４２２９号公報に記載
の内容が参照される。

【００３９】これに対して、本発明のキャストコーティ
ング法によれば、かかる問題を一挙に解決できる。

【００４０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、インク
吸収性に優れ、滲みが殆どなく鮮明な印字が可能であ
り、退色抵抗性にきわめて優れ、しかも記録紙表面の平
滑性及び光沢性に優れ、さらにシリカを顔料として用い
る場合に比較してコストの低減も図ることができるもの
となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チェン ユウホン 愛媛県伊予三島市紙屋町５番１号 大王 製紙株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−320857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−20797（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−118791（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−216501（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−305237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−66686（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−164733（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−20301（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41M 5/00 D21H 19/38 D21H 27/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】顔料中に比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇ
   である軽質炭酸カルシウムを７０重量％以上含有し、前
   記顔料１００重量部に対して、バインダーを５〜５０重
   量部含有し、さらにアルミニウムキレート化合物を含有
   する塗工液を、基紙の少なくとも一方の面に、キャスト
   コーティング法により塗工層を形成したことを特徴とす
   るインクジェット記録用紙。
2. 【請求項２】顔料中に比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇ
   である軽質炭酸カルシウムを７０重量％以上、合成シリ
   カを３０重量％未満含有し、前記顔料１００重量部に対
   して、バインダーを５〜５０重量部含有し、さらにアル
   ミニウムキレート化合物を含有する塗工液を、基紙の少
   なくとも一方の面に、キャストコーティング法により塗
   工層を形成したことを特徴とするインクジェット記録用
   紙。