JP3216811B2 - 新規な沈降炭酸カルシウム顔料を含有するインクジェット記録紙 - Google Patents
新規な沈降炭酸カルシウム顔料を含有するインクジェット記録紙Info
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、熱時効され（heat aged）、かつ、粉砕さ
れた（milled）、新規な沈降炭酸カルシウム顔料であっ
てインクジェット記録紙に使用されるものに関する。本
発明は、特に、かかる顔料と、向上された印刷の品質を
付与するための少なくとも１種の水溶性結合剤を含有す
るインクジェット記録紙に関する。本発明は、これらの
成分を紙に適用する方法、及び、この新規顔料を生産す
る方法にも関する。
れた（milled）、新規な沈降炭酸カルシウム顔料であっ
てインクジェット記録紙に使用されるものに関する。本
発明は、特に、かかる顔料と、向上された印刷の品質を
付与するための少なくとも１種の水溶性結合剤を含有す
るインクジェット記録紙に関する。本発明は、これらの
成分を紙に適用する方法、及び、この新規顔料を生産す
る方法にも関する。
発明の背景 熱インクジェットプロセスは、小さなチャンバ中の少
量の希薄水性インクを加熱することにより、記録紙に向
けられたオリフィスから、そのインクを紙の表面に吹き
付けるものである。加熱された少量のインクは急速に沸
点に達し、生成した蒸気バブルが、液体インクの微細な
しずくを紙に推進させる。このしずくが、ドットマトリ
ックス中の１個のドットを形成し、このドットマトリッ
クスがシート上で文字又はイメージを形成する。このプ
ロセスでは、固体成分及び高沸点成分が少ないインクが
求められ、これにより、急速に沸騰し、加熱要素を劣化
させ、オリフィスを詰まらせかねない残留物を残さない
ことができる。したがって、インクジェットプリンター
のインクの96％までもが、水及び低分子量のグリコール
の混合物である。かかるインクは、加熱により素早く沸
騰して、急速な印刷を確実にするとともに、詰まり難い
ものであるが、吹き付けられたインクは、大変に動きや
すく、乾燥に時間がかかる。従って、良好な印刷の品質
は、インク着色剤又は染料が紙の外表面上又は近傍に留
まっていて、吹き付けられた位置から拡がったり、移動
したりしない場合に限られる。
量の希薄水性インクを加熱することにより、記録紙に向
けられたオリフィスから、そのインクを紙の表面に吹き
付けるものである。加熱された少量のインクは急速に沸
点に達し、生成した蒸気バブルが、液体インクの微細な
しずくを紙に推進させる。このしずくが、ドットマトリ
ックス中の１個のドットを形成し、このドットマトリッ
クスがシート上で文字又はイメージを形成する。このプ
ロセスでは、固体成分及び高沸点成分が少ないインクが
求められ、これにより、急速に沸騰し、加熱要素を劣化
させ、オリフィスを詰まらせかねない残留物を残さない
ことができる。したがって、インクジェットプリンター
のインクの96％までもが、水及び低分子量のグリコール
の混合物である。かかるインクは、加熱により素早く沸
騰して、急速な印刷を確実にするとともに、詰まり難い
ものであるが、吹き付けられたインクは、大変に動きや
すく、乾燥に時間がかかる。従って、良好な印刷の品質
は、インク着色剤又は染料が紙の外表面上又は近傍に留
まっていて、吹き付けられた位置から拡がったり、移動
したりしない場合に限られる。
着色剤がにじむことを防止するために、急速に乾燥す
ることも重要である。加熱素子を備えていないプリンタ
ーでは、着色剤が適切に乾燥するためには、インクの水
及びグリコール成分が紙のボディに浸透しなければなら
ない。液相が紙に浸透するのに伴って、着色相も紙に運
ばれた場合には、又は、紙が他方の表面にまで移染（mi
grate）した場合には、得られるプリント又はイメージ
の品質が低下する。また、乾燥したインク着色剤は、紙
上に永久的に固定されているわけではなく、印刷された
表面が濡れたり、蛍光ペンで印を付けた場合には、着色
剤がにじんだり、流れたりする。従って、乾燥したイン
クは、最適化された性能のためには、水及び蛍光ペンに
対する卓越した定着特性を有するべきである。
ることも重要である。加熱素子を備えていないプリンタ
ーでは、着色剤が適切に乾燥するためには、インクの水
及びグリコール成分が紙のボディに浸透しなければなら
ない。液相が紙に浸透するのに伴って、着色相も紙に運
ばれた場合には、又は、紙が他方の表面にまで移染（mi
grate）した場合には、得られるプリント又はイメージ
の品質が低下する。また、乾燥したインク着色剤は、紙
上に永久的に固定されているわけではなく、印刷された
表面が濡れたり、蛍光ペンで印を付けた場合には、着色
剤がにじんだり、流れたりする。従って、乾燥したイン
クは、最適化された性能のためには、水及び蛍光ペンに
対する卓越した定着特性を有するべきである。
ほとんどの用途では、多目的オフィス紙は、熱インク
ジェット印刷の品質としては不十分であるか、劣ってい
るものである。付随する重畳したインクを吹き付けるカ
ラー印刷を用いた場合には、このことが特に当てはま
る。プリントヘッドが、一方の順序では、右に動いて色
を吹き付け、他方の順序では、左に動いて色を吹き付け
るプリンターでは、劣った印刷の品質が更に悪化する。
多目的オフィス紙では、着色剤が紙に浸透してもよい場
合がしばしばあり、印刷されたイメージの光学濃度（op
tical density）を低下させるとともに、紙の逆側で透
けて見え易くなる。高度にサイズを施された多目的オフ
ィス紙は、液体の浸透を防止し、インクの光学濃度を向
上するが、過剰なにじみと拡がりももたらす。
ジェット印刷の品質としては不十分であるか、劣ってい
るものである。付随する重畳したインクを吹き付けるカ
ラー印刷を用いた場合には、このことが特に当てはま
る。プリントヘッドが、一方の順序では、右に動いて色
を吹き付け、他方の順序では、左に動いて色を吹き付け
るプリンターでは、劣った印刷の品質が更に悪化する。
多目的オフィス紙では、着色剤が紙に浸透してもよい場
合がしばしばあり、印刷されたイメージの光学濃度（op
tical density）を低下させるとともに、紙の逆側で透
けて見え易くなる。高度にサイズを施された多目的オフ
ィス紙は、液体の浸透を防止し、インクの光学濃度を向
上するが、過剰なにじみと拡がりももたらす。
熱インクジェット印刷の品質を向上する一方法は、紙
の表面に、インク着色剤を紙表面に結合させる物質であ
って、水／グリコール相を紙のボディに移動させるもの
（これにより、乾燥が速くなる。）を吹き付けることで
ある。しかし、インク着色剤は、しばしば不飽和又は芳
香族有機化合物であり、表面物質がその着色剤と強く相
互作用し過ぎる場合には、インクの色が変わりかねな
い。従って、インク着色剤が紙を浸透することを防止
し、かつ、強く相互作用して着色剤に影響して色変化を
惹起することがない表面物質を得なければならない。
の表面に、インク着色剤を紙表面に結合させる物質であ
って、水／グリコール相を紙のボディに移動させるもの
（これにより、乾燥が速くなる。）を吹き付けることで
ある。しかし、インク着色剤は、しばしば不飽和又は芳
香族有機化合物であり、表面物質がその着色剤と強く相
互作用し過ぎる場合には、インクの色が変わりかねな
い。従って、インク着色剤が紙を浸透することを防止
し、かつ、強く相互作用して着色剤に影響して色変化を
惹起することがない表面物質を得なければならない。
オシマ等の米国特許第4,478,910号は、高比表面積の
コロイド状シリカ顔料及びポリビニルアルコール結合剤
によりコートされた原紙（paper base stock）を開示
し、ここで、コロイド状シリカの比表面積は200m2/gよ
り大きい。
コロイド状シリカ顔料及びポリビニルアルコール結合剤
によりコートされた原紙（paper base stock）を開示
し、ここで、コロイド状シリカの比表面積は200m2/gよ
り大きい。
ミガモト等の米国特許第4,576,867号及びコジマ等の
米国特許第4,830,911号は、陽イオン性４級アンモニウ
ムポリマーを原紙に塗布することにより、得られる紙の
水に対する定着が向上することを教示する。サイズプレ
スにおけるこのような４級アンモニウムポリマーの塗布
は、Malhotraの米国特許第5,223,338号にも開示されて
いる。しかし、高品質の商業熱インクジェット記録紙
は、オフ・マシン・コーターで製造されており、即ち、
記録紙は、抄造機のサイズプレスで処理されておらず、
除去されて、別個のコーティングプロセスを用いた追加
工程においてコートされなければならない。
米国特許第4,830,911号は、陽イオン性４級アンモニウ
ムポリマーを原紙に塗布することにより、得られる紙の
水に対する定着が向上することを教示する。サイズプレ
スにおけるこのような４級アンモニウムポリマーの塗布
は、Malhotraの米国特許第5,223,338号にも開示されて
いる。しかし、高品質の商業熱インクジェット記録紙
は、オフ・マシン・コーターで製造されており、即ち、
記録紙は、抄造機のサイズプレスで処理されておらず、
除去されて、別個のコーティングプロセスを用いた追加
工程においてコートされなければならない。
沈降炭酸カルシウム（PCC）は、インクジェット紙の
有用な顔料又は充填剤として開示されている。しかし、
沈降炭酸カルシウムは、典型的には、長い化合物リスト
であって、すりつぶされた天然炭酸カルシウムも含まれ
ているものに含まれている。天然炭酸カルシウムという
化合物の形態は、物理的及び化学的特性がPCCと顕著に
異なっており、例えば、すりつぶされた天然炭酸カルシ
ウム粒子は、PCCに見出される粒子よりも遥かに大き
い。また、天然炭酸カルシウムは通常は陰イオン性であ
るのに対して、PCCは生来陽イオン性である。
有用な顔料又は充填剤として開示されている。しかし、
沈降炭酸カルシウムは、典型的には、長い化合物リスト
であって、すりつぶされた天然炭酸カルシウムも含まれ
ているものに含まれている。天然炭酸カルシウムという
化合物の形態は、物理的及び化学的特性がPCCと顕著に
異なっており、例えば、すりつぶされた天然炭酸カルシ
ウム粒子は、PCCに見出される粒子よりも遥かに大き
い。また、天然炭酸カルシウムは通常は陰イオン性であ
るのに対して、PCCは生来陽イオン性である。
コンドウ等の米国特許第5,320,897号は、インクジェ
ット記録紙を、在庫があってすぐ入手できる顔料及び水
溶性結合剤でコーティングすることを記載する。有用で
あると開示されているその顔料は、0.10〜0.50g/cm3の
範囲の見かけ（apparent）比重を有し、45゜〜100゜の
水含有角（water contact angle）の紙を生産する。
ット記録紙を、在庫があってすぐ入手できる顔料及び水
溶性結合剤でコーティングすることを記載する。有用で
あると開示されているその顔料は、0.10〜0.50g/cm3の
範囲の見かけ（apparent）比重を有し、45゜〜100゜の
水含有角（water contact angle）の紙を生産する。
ツキサカ等の米国特許第5,007,964号は、キレート剤
を含有する一般的な沈降方法を開示する。この方法で
は、鎖状に凝集した多孔質PCC粒子であって、BET比表面
積が25〜55m2/gの範囲の記録紙に用いられるものが得ら
れる。BET比表面積が55m2/gより大きい粒子は、望まし
くないと開示されている。というのは、このような粒子
は密度が大きく、多孔質でなく、油及び水を吸収する能
力が低いからである。更に、ペーストとして、又は、乾
燥したペーストを微粉砕して（pulverize）得られた粉
末として、PCCを使用することができると開示されてい
る。なお、これらは、粒子の凝集に影響を与えないと開
示されている。
を含有する一般的な沈降方法を開示する。この方法で
は、鎖状に凝集した多孔質PCC粒子であって、BET比表面
積が25〜55m2/gの範囲の記録紙に用いられるものが得ら
れる。BET比表面積が55m2/gより大きい粒子は、望まし
くないと開示されている。というのは、このような粒子
は密度が大きく、多孔質でなく、油及び水を吸収する能
力が低いからである。更に、ペーストとして、又は、乾
燥したペーストを微粉砕して（pulverize）得られた粉
末として、PCCを使用することができると開示されてい
る。なお、これらは、粒子の凝集に影響を与えないと開
示されている。
Kunesh等の米国特許第5,215,734号は、PCCの熱時効
（heat aging）プロセスの促進を開示する。この方法で
は、約３〜約15m2/gの比表面積の結晶であって、不連続
な（discrete）平均粒子サイズが約0.2〜約0.9μｍのも
のが得られる。PCCは紙の光学的特性を向上するために
用いられる。
（heat aging）プロセスの促進を開示する。この方法で
は、約３〜約15m2/gの比表面積の結晶であって、不連続
な（discrete）平均粒子サイズが約0.2〜約0.9μｍのも
のが得られる。PCCは紙の光学的特性を向上するために
用いられる。
上記に鑑み、インクジェット記録紙の印刷の品質を如
何に向上させるかを示唆する先行技術はない。本発明
は、この課題を解決する一手段を提供するものである。
何に向上させるかを示唆する先行技術はない。本発明
は、この課題を解決する一手段を提供するものである。
発明の要約 本発明は、向上した特性を有するインクジェット記録
紙であって、熱時効された及び／又は粉砕された新規な
沈降炭酸カルシウム顔料、並びに、結合剤を含有するも
のに関する。熱時効されたPCCは、沈降炭酸カルシウム
のスラリーを生成するために、水酸化カルシウムのスラ
リーを炭酸化する工程と；不純物を除去するために、ス
クリーンを通す工程；前記スラリーに、エタノールアミ
ンビス（メチレンホスホン酸）のような有機ホスホネー
ト化合物を添加する工程と；インクジェット記録紙のた
めの改善した顔料を得るために、有機ホスホネートの存
在下でPCCスラリーを熱時効する工程とにより調製され
る。
紙であって、熱時効された及び／又は粉砕された新規な
沈降炭酸カルシウム顔料、並びに、結合剤を含有するも
のに関する。熱時効されたPCCは、沈降炭酸カルシウム
のスラリーを生成するために、水酸化カルシウムのスラ
リーを炭酸化する工程と；不純物を除去するために、ス
クリーンを通す工程；前記スラリーに、エタノールアミ
ンビス（メチレンホスホン酸）のような有機ホスホネー
ト化合物を添加する工程と；インクジェット記録紙のた
めの改善した顔料を得るために、有機ホスホネートの存
在下でPCCスラリーを熱時効する工程とにより調製され
る。
本発明のインクジェット記録紙は、熱硬化された及び
／又は粉砕されたPCCと、インクジェット記録紙を生成
するための結合剤と、を含有するコーティングを原紙
（paper base stock）の少なくとも片側にコーティング
することにより得られる。熱硬化された及び／又は粉砕
された沈降炭酸カルシウムは、炭酸カルシウムのスラリ
ーを炭酸化する工程と；有機ホスホネート化合物の存在
下でPCCを熱時効する工程と；及び／又は、PCCがインク
ジェットプリンターのインク着色剤に結合する能力を向
上した表面の形態及び化学を有する、不連続な（discre
te）PCC粒子を得るためにPCCを粉砕する工程とにより得
られる。
／又は粉砕されたPCCと、インクジェット記録紙を生成
するための結合剤と、を含有するコーティングを原紙
（paper base stock）の少なくとも片側にコーティング
することにより得られる。熱硬化された及び／又は粉砕
された沈降炭酸カルシウムは、炭酸カルシウムのスラリ
ーを炭酸化する工程と；有機ホスホネート化合物の存在
下でPCCを熱時効する工程と；及び／又は、PCCがインク
ジェットプリンターのインク着色剤に結合する能力を向
上した表面の形態及び化学を有する、不連続な（discre
te）PCC粒子を得るためにPCCを粉砕する工程とにより得
られる。
発明の詳細な説明 フルカラーインクジェット印刷の品質であって最上級
のインクジェット特別紙に近似する又は超えるものを提
供する。インクジェット記録紙を非常な低コストで得ら
れる。PCC粒子サイズ、表面積、表面の化学、及び、凝
集の程度の選択、並びに、適切な処方の結合剤との組合
せにより、各々の熱インクジェット印刷の特徴が、個別
に調節され、最適化される。
のインクジェット特別紙に近似する又は超えるものを提
供する。インクジェット記録紙を非常な低コストで得ら
れる。PCC粒子サイズ、表面積、表面の化学、及び、凝
集の程度の選択、並びに、適切な処方の結合剤との組合
せにより、各々の熱インクジェット印刷の特徴が、個別
に調節され、最適化される。
本発明の陽イオン性PCCは、高価な陽イオン性樹脂を
使用することなくインク着色剤と結合するのみならず、
製紙工場でその場で製造することができる。これによ
り、シリカと異なって、陽イオン性PCCは、使用のため
に、乾燥し、形成（ship）し、そして、再浸潤する必要
がない。本発明の処方は、大型でユニットコストが少な
い抄造機に設置されているような計量（metering）サイ
ズプレスに適用するために説明されている。したがっ
て、本発明におけるPCC組成は、通常の製紙操作が完了
した後の別個の追加工程で適用されるというよりも、製
紙操作の一部分で適用できるものである。ここで、別個
の追加工程は、プロセス及び完成品のコストを増加させ
ることになる。典型的には計算サイズプレスの適用は両
側であるため、高価で上品質の商業紙に見出される片側
コーティング紙よりも、このようなプレスで両側にコー
トされた紙が印刷用に得られる。本発明において、ポリ
ビニルアルコールが結合剤として好ましい。しかし、熱
時効された（heat aged）、及び／又は、粉砕されたPCC
でインクジェット記録紙を処理することにより、コスト
が更に安い結合剤であっても、印刷の品質を顕著に向上
することができる。最後に、本発明の処方は、写真複写
に適する紙を提供するものであり、これにより何回も紙
を使用することができる。
使用することなくインク着色剤と結合するのみならず、
製紙工場でその場で製造することができる。これによ
り、シリカと異なって、陽イオン性PCCは、使用のため
に、乾燥し、形成（ship）し、そして、再浸潤する必要
がない。本発明の処方は、大型でユニットコストが少な
い抄造機に設置されているような計量（metering）サイ
ズプレスに適用するために説明されている。したがっ
て、本発明におけるPCC組成は、通常の製紙操作が完了
した後の別個の追加工程で適用されるというよりも、製
紙操作の一部分で適用できるものである。ここで、別個
の追加工程は、プロセス及び完成品のコストを増加させ
ることになる。典型的には計算サイズプレスの適用は両
側であるため、高価で上品質の商業紙に見出される片側
コーティング紙よりも、このようなプレスで両側にコー
トされた紙が印刷用に得られる。本発明において、ポリ
ビニルアルコールが結合剤として好ましい。しかし、熱
時効された（heat aged）、及び／又は、粉砕されたPCC
でインクジェット記録紙を処理することにより、コスト
が更に安い結合剤であっても、印刷の品質を顕著に向上
することができる。最後に、本発明の処方は、写真複写
に適する紙を提供するものであり、これにより何回も紙
を使用することができる。
PCCは通常、二酸化炭素含有ガスを水酸化カルシウム
の水性懸濁液に通してバブリングすることにより得られ
る。他の無機物質、特に、みょうばんのようなアルミニ
ウムを含有する無機物質は、PCCと共沈することがで
き、あるいは、PCC沈殿物の表面上に沈殿することがで
きる。しかし、このようなPCCが熱時効、及び／又は粉
砕され、適切な結合剤で処理され、そして、熱インクジ
ェット記録紙を処理するための組成物に使用された場合
には、高品質のインクジェット記録紙が得られるととも
に、高コストな商業用シリカコート熱インクジェット紙
に比べて、非常に低コストでありながらも同等な印刷の
品質を提供できることを予期せず見出した。
の水性懸濁液に通してバブリングすることにより得られ
る。他の無機物質、特に、みょうばんのようなアルミニ
ウムを含有する無機物質は、PCCと共沈することがで
き、あるいは、PCC沈殿物の表面上に沈殿することがで
きる。しかし、このようなPCCが熱時効、及び／又は粉
砕され、適切な結合剤で処理され、そして、熱インクジ
ェット記録紙を処理するための組成物に使用された場合
には、高品質のインクジェット記録紙が得られるととも
に、高コストな商業用シリカコート熱インクジェット紙
に比べて、非常に低コストでありながらも同等な印刷の
品質を提供できることを予期せず見出した。
熱時効及び粉砕プロセスにより、インクの色が変化す
るほど強く結合することなく、インクジェットのインク
着色剤に結合するPCCの能力を向上する表面の形態及び
化学を有する、不連続な（discrete）PCC粒子を生産す
ることができる。PCCと結合剤とを含有する本発明のイ
ンクジェット記録紙は、多目的オフィス紙より優れてお
り、にじみ、拡がり、及び浸透若しくは裏側への透き通
しが減少するとともに、光学濃度、乾燥時間、及び水分
定着時間が改善している。
るほど強く結合することなく、インクジェットのインク
着色剤に結合するPCCの能力を向上する表面の形態及び
化学を有する、不連続な（discrete）PCC粒子を生産す
ることができる。PCCと結合剤とを含有する本発明のイ
ンクジェット記録紙は、多目的オフィス紙より優れてお
り、にじみ、拡がり、及び浸透若しくは裏側への透き通
しが減少するとともに、光学濃度、乾燥時間、及び水分
定着時間が改善している。
本発明のPCCは、二酸化炭素含有ガスを水酸化カルシ
ウムの懸濁液に導入するという慣用的な沈殿方法により
得られる。そして、炭酸カルシウム沈殿物を熱時効及び
／又は粉砕して、使用する。このようなPCCを含有する
インクジェット記録紙の印刷の品質は、粒子の凝集状
態、顔料の表面の化学、並びに、結合剤により制御す
る。顔料の表面の化学は、顔料の特定の合成経路、及
び、顔料合成後の後処理によって制御する。
ウムの懸濁液に導入するという慣用的な沈殿方法により
得られる。そして、炭酸カルシウム沈殿物を熱時効及び
／又は粉砕して、使用する。このようなPCCを含有する
インクジェット記録紙の印刷の品質は、粒子の凝集状
態、顔料の表面の化学、並びに、結合剤により制御す
る。顔料の表面の化学は、顔料の特定の合成経路、及
び、顔料合成後の後処理によって制御する。
本発明に特に有用なPCCは、約７〜約18℃の温度で二
酸化炭素を水酸化カルシウムの水性スラリーに導入する
工程を有する方法で、調製される。水性スラリーは、反
応性スラリー中の水酸化カルシウムと等価な炭酸カルシ
ウムに基づいて、約0.02〜１重量パーセントの陰イオン
性有機ポリホスホネート高分子電解質（典型的には、Br
iquest221−50A、エタノールアミンビス（メチレンホス
ホン酸）、アルブライト＆ウイルソン アメリカズ
（株）、リッチモンド、バージニア州）、及び、０〜10
重量パーセントの硫酸アルミニウム・18水（Al2SO4・16
H2O）を含有する。二酸化炭素の導入は、炭酸カルシウ
ムの沈殿が実質的に完了するまで継続する。典型的に
は、炭酸化されたスラリーの電導率が約10〜11のpHで最
少に達するときに完了する。
酸化炭素を水酸化カルシウムの水性スラリーに導入する
工程を有する方法で、調製される。水性スラリーは、反
応性スラリー中の水酸化カルシウムと等価な炭酸カルシ
ウムに基づいて、約0.02〜１重量パーセントの陰イオン
性有機ポリホスホネート高分子電解質（典型的には、Br
iquest221−50A、エタノールアミンビス（メチレンホス
ホン酸）、アルブライト＆ウイルソン アメリカズ
（株）、リッチモンド、バージニア州）、及び、０〜10
重量パーセントの硫酸アルミニウム・18水（Al2SO4・16
H2O）を含有する。二酸化炭素の導入は、炭酸カルシウ
ムの沈殿が実質的に完了するまで継続する。典型的に
は、炭酸化されたスラリーの電導率が約10〜11のpHで最
少に達するときに完了する。
硫酸アルミニウム・18水の添加を除いて、この時点ま
でのプロセスは、米国特許第4,367,207号の方法と実質
的に同じであり、この米国特許の教示は本明細書に援用
される。硫酸アルミニウム・18水の添加は、米国特許第
4,892,590号に開示されており、この米国特許の開示も
また本明細書に援用される。
でのプロセスは、米国特許第4,367,207号の方法と実質
的に同じであり、この米国特許の教示は本明細書に援用
される。硫酸アルミニウム・18水の添加は、米国特許第
4,892,590号に開示されており、この米国特許の開示も
また本明細書に援用される。
所望する粒子サイズ及び比表面積のPCCが一旦得られ
てから、このPCCは熱時効又は粉砕され、高品質、低コ
ストのインクジェット記録紙に求められるPCC特質が得
られる。
てから、このPCCは熱時効又は粉砕され、高品質、低コ
ストのインクジェット記録紙に求められるPCC特質が得
られる。
粉砕により顔料の凝集を個別の粒子にまで破壊し、つ
ながっていたPCCの表面を暴露し、かかる暴露された表
面は凝集していた表面と化学的に異なる。粉砕は、典型
的には、正方偏三角面体（scalenohedral）、針状（aci
cular）、多角柱状（prismatic）又は斜方六面体の形態
のPCCに行う。熱時効は、通常は、斜方六面体又は多角
柱状のPCCに行う。熱時効は、凝集体を分離するのみな
らず、粒子表面での沈殿をも含む。新たに沈殿した物質
は、元からの表面物質と化学的に異なると信じられてお
り、例えば、熱時効された又は粉砕されたPCCの表面
は、カルシウム−マグネシウム比が高いようである。
ながっていたPCCの表面を暴露し、かかる暴露された表
面は凝集していた表面と化学的に異なる。粉砕は、典型
的には、正方偏三角面体（scalenohedral）、針状（aci
cular）、多角柱状（prismatic）又は斜方六面体の形態
のPCCに行う。熱時効は、通常は、斜方六面体又は多角
柱状のPCCに行う。熱時効は、凝集体を分離するのみな
らず、粒子表面での沈殿をも含む。新たに沈殿した物質
は、元からの表面物質と化学的に異なると信じられてお
り、例えば、熱時効された又は粉砕されたPCCの表面
は、カルシウム−マグネシウム比が高いようである。
オストワルド熟成（Ostwald ripening）としても知ら
れている慣用的な熱時効は、炭酸カルシウムのような結
晶であって初期には高い内部エナルギー準位であって比
較的に高い相溶性（phase solubilities）を有するもの
が、溶解し、そして、より低い内部エネルギー準位で結
晶上に再堆積することにより、相転移するプロセスであ
る。このプロセスにより得られる最終的な結晶生成物で
は、結晶格子構造が更に完全となり、粒子サイズの分布
が減少し、粒子の不連続性の程度が増加し、表面エネル
ギーが低下することに特徴がある。
れている慣用的な熱時効は、炭酸カルシウムのような結
晶であって初期には高い内部エナルギー準位であって比
較的に高い相溶性（phase solubilities）を有するもの
が、溶解し、そして、より低い内部エネルギー準位で結
晶上に再堆積することにより、相転移するプロセスであ
る。このプロセスにより得られる最終的な結晶生成物で
は、結晶格子構造が更に完全となり、粒子サイズの分布
が減少し、粒子の不連続性の程度が増加し、表面エネル
ギーが低下することに特徴がある。
本発明では、スラリーの電導率が最少に達したとき
に、典型的には約10〜11のpHに達したときに、二酸化炭
素と炭酸カルシウムとの反応を終了させて、PCCの熱時
効を開始する。そして、不純物を除去するためにPCCを
スクリーンに通し、次いで、熱時効の程度を制御するた
め、PCCの重量に基づいて約１重量％以下の有機ホスホ
ネートを添加する。炭酸カルシウムに関して表面活性な
他の化学薬品もまた、有機ホスホネートと同様に、熱時
効の程度を制御する作用を有する。このような化学薬品
としては、制限的ではなく、ポリリン酸ナトリウム、ケ
イ酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、モノ−、
ジ−、トリ−及びポリカルボン酸のような様々なカルボ
ン酸及びこれらの塩、様々な多糖類、並びに、カルボン
酸官能基が繰り返されている様々なゴムが挙げられる。
そして、PCC粒子を熱時効するために、このスラリー
を、約75℃以上、好ましくは80℃以上に加熱する。熱時
効工程は、温度に依存して、約10時間以下又は以上行わ
れる。約80〜85℃の温度では、加熱は、約２〜５時間行
われる。スラリーのpHは、未反応の水酸化カルシウムの
存在により、約10.5にまで上昇する。この時効反応につ
いて、１時間おきにPCCの表面積を測定したモニターす
る。熱時効されたPCCであってプロセスの最終生成物と
して回収されたものは、斜方六面体又は多角形状の形態
を有し、約60〜約100m2/g、好ましくは約65〜約95m2/
g、更に好ましくは約80〜約90m2/gの比表面積を有す
る。
に、典型的には約10〜11のpHに達したときに、二酸化炭
素と炭酸カルシウムとの反応を終了させて、PCCの熱時
効を開始する。そして、不純物を除去するためにPCCを
スクリーンに通し、次いで、熱時効の程度を制御するた
め、PCCの重量に基づいて約１重量％以下の有機ホスホ
ネートを添加する。炭酸カルシウムに関して表面活性な
他の化学薬品もまた、有機ホスホネートと同様に、熱時
効の程度を制御する作用を有する。このような化学薬品
としては、制限的ではなく、ポリリン酸ナトリウム、ケ
イ酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、モノ−、
ジ−、トリ−及びポリカルボン酸のような様々なカルボ
ン酸及びこれらの塩、様々な多糖類、並びに、カルボン
酸官能基が繰り返されている様々なゴムが挙げられる。
そして、PCC粒子を熱時効するために、このスラリー
を、約75℃以上、好ましくは80℃以上に加熱する。熱時
効工程は、温度に依存して、約10時間以下又は以上行わ
れる。約80〜85℃の温度では、加熱は、約２〜５時間行
われる。スラリーのpHは、未反応の水酸化カルシウムの
存在により、約10.5にまで上昇する。この時効反応につ
いて、１時間おきにPCCの表面積を測定したモニターす
る。熱時効されたPCCであってプロセスの最終生成物と
して回収されたものは、斜方六面体又は多角形状の形態
を有し、約60〜約100m2/g、好ましくは約65〜約95m2/
g、更に好ましくは約80〜約90m2/gの比表面積を有す
る。
本発明に用いられる有機ホスホネート（organophosph
onate）は、様々な分子量の有機ポリホスホネートであ
り、スケール抑制剤、キレート剤、解膠剤、洗剤促進剤
（promoter）として用いられるものである。このような
有機ホスホネートとしては、制限的ではなく、ニトリロ
トリス（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテト
ラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペン
タ（メチレンホスホン酸）、ヒドロキシエタン−1,1−
ジホスホン酸、エタノールアミン、エタノールアミンビ
ス（メチレンホスホン酸）、N,N−ジメチレンホスホン
酸、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン
酸）が挙げられる。好ましい有機ホスホネートは、エタ
ノールアミンビス（メチレンホスホン酸）である。
onate）は、様々な分子量の有機ポリホスホネートであ
り、スケール抑制剤、キレート剤、解膠剤、洗剤促進剤
（promoter）として用いられるものである。このような
有機ホスホネートとしては、制限的ではなく、ニトリロ
トリス（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテト
ラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペン
タ（メチレンホスホン酸）、ヒドロキシエタン−1,1−
ジホスホン酸、エタノールアミン、エタノールアミンビ
ス（メチレンホスホン酸）、N,N−ジメチレンホスホン
酸、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン
酸）が挙げられる。好ましい有機ホスホネートは、エタ
ノールアミンビス（メチレンホスホン酸）である。
炭酸カルシウムの粉砕（milling）は、湿潤又は乾燥
粉砕プロセスの何れで行ってもよい。例えば、慣用的な
ボールミル、ジェットミル、マイクロミル、又は媒体
（media）ミルである。好ましい粉砕は、PCCの水性スラ
リーを、約0.7〜0.9mmのサイズのガラス媒体を含有する
媒体ミルに導入することにより行う。この媒体ミルは、
機械的撹拌を備えており、PCCスラリーの好ましい固体
重量パーセントは、PCC及び水の総重量に基づいて、約1
0〜30パーセントである。媒体ミルは、典型的には正方
偏三角面体の形態のPCCに行われ、約10〜約40m2/g、好
ましくは約15〜約30m2/gの比表面積のPCCであって結晶
の形状がより伸張していないものが得られる。
粉砕プロセスの何れで行ってもよい。例えば、慣用的な
ボールミル、ジェットミル、マイクロミル、又は媒体
（media）ミルである。好ましい粉砕は、PCCの水性スラ
リーを、約0.7〜0.9mmのサイズのガラス媒体を含有する
媒体ミルに導入することにより行う。この媒体ミルは、
機械的撹拌を備えており、PCCスラリーの好ましい固体
重量パーセントは、PCC及び水の総重量に基づいて、約1
0〜30パーセントである。媒体ミルは、典型的には正方
偏三角面体の形態のPCCに行われ、約10〜約40m2/g、好
ましくは約15〜約30m2/gの比表面積のPCCであって結晶
の形状がより伸張していないものが得られる。
インクジェット記録紙のコーティング組成物に有用な
結合剤の例としては、この技術分野で従来、慣用的に用
いられていた結合剤であり、ポリビニルアルコール（PV
OH）及びその誘導体；酸化されたデンプン、エーテル化
されたデンプン、エステル化されたデンプン、デキシト
リン及び近似する糖類；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及び近似するセルロース誘
導体；カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、無水マレイ
ン酸樹脂；通常のスチレンブタジエンコポリマー、メチ
ルメタクリレート−ブタジエンコポリマー、及び近似す
る共役ジエンポリマー若しくはコポリマーの格子；アク
リレート若しくはメタクリレートポリマー若しくはコポ
リマー、及び近似するアクリル系ポリマーの格子；並び
に、ラテックスが挙げられる。所望により、コーティン
グ組成物は、この技術分野で慣用的に用いられている量
の、慣用的な、顔料分散剤、粘着剤、流動性修飾剤、消
泡剤、発泡抑制剤、離難剤、着色剤等を更に含有しても
良い。
結合剤の例としては、この技術分野で従来、慣用的に用
いられていた結合剤であり、ポリビニルアルコール（PV
OH）及びその誘導体；酸化されたデンプン、エーテル化
されたデンプン、エステル化されたデンプン、デキシト
リン及び近似する糖類；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及び近似するセルロース誘
導体；カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、無水マレイ
ン酸樹脂；通常のスチレンブタジエンコポリマー、メチ
ルメタクリレート−ブタジエンコポリマー、及び近似す
る共役ジエンポリマー若しくはコポリマーの格子；アク
リレート若しくはメタクリレートポリマー若しくはコポ
リマー、及び近似するアクリル系ポリマーの格子；並び
に、ラテックスが挙げられる。所望により、コーティン
グ組成物は、この技術分野で慣用的に用いられている量
の、慣用的な、顔料分散剤、粘着剤、流動性修飾剤、消
泡剤、発泡抑制剤、離難剤、着色剤等を更に含有しても
良い。
本発明のPCC処方を含有するインクジェット記録紙が
調製され、そして、試験される。下記に、用いられたこ
の手続き及び試験方法の要約を記載する。一旦PCCが得
られてから、試験プロセスの全体が４つの分野に分類す
ることができる。即ち、顔料調製、結合剤の処方、紙の
コーティング及び処理、並びに、試験である。これらの
手続きの各々の詳細について、下記に説明する。
調製され、そして、試験される。下記に、用いられたこ
の手続き及び試験方法の要約を記載する。一旦PCCが得
られてから、試験プロセスの全体が４つの分野に分類す
ることができる。即ち、顔料調製、結合剤の処方、紙の
コーティング及び処理、並びに、試験である。これらの
手続きの各々の詳細について、下記に説明する。
顔料の調製： 試験される顔料は、典型的には、スラリー又はフィル
ターケーキの形態である。スラリーの形態のサンプル
は、真空濾過により所望の固体に濃縮される。媒体で粉
砕されたPCCで10〜35m2/gの比表面積のもののような場
合には、トライアル条件を再現するために、スラリー固
体は更に変更されない。一旦、目的とする処方の固体が
セットされたら、この顔料を必要により水で希釈し、完
全に混合する。顔料は、粒子サイズの分布（Sedigraph
5100）、比表面積（Flowsorb）、粘度（Brookfield）、
及び走査型電子顕微鏡（SEM）による形態についての理
化学的性状を調べた。
ターケーキの形態である。スラリーの形態のサンプル
は、真空濾過により所望の固体に濃縮される。媒体で粉
砕されたPCCで10〜35m2/gの比表面積のもののような場
合には、トライアル条件を再現するために、スラリー固
体は更に変更されない。一旦、目的とする処方の固体が
セットされたら、この顔料を必要により水で希釈し、完
全に混合する。顔料は、粒子サイズの分布（Sedigraph
5100）、比表面積（Flowsorb）、粘度（Brookfield）、
及び走査型電子顕微鏡（SEM）による形態についての理
化学的性状を調べた。
生成物の比表面積は、Micromeritics Flowsorb II 23
00を用いて得られた。この装置は、窒素を吸収ガスとし
てBET理論を用いている。粒子サイズは、沈殿テクニッ
クにより決定され、約３％の生成物と、分散剤としての
約0.1％のカルボキシル化高分子電解質（Daxad 30）と
が水に分散された分散液について、Micromeritics Sedi
graph Model 5100を用いた。
00を用いて得られた。この装置は、窒素を吸収ガスとし
てBET理論を用いている。粒子サイズは、沈殿テクニッ
クにより決定され、約３％の生成物と、分散剤としての
約0.1％のカルボキシル化高分子電解質（Daxad 30）と
が水に分散された分散液について、Micromeritics Sedi
graph Model 5100を用いた。
処方： 典型的な結合剤は、陽イオン性デンプン（Filmcote−
54登録商標、National Starch）、ポリビニルアルコー
ル、即ち、PVOH（Airvol 107登録商標、Air Products I
nc.）、及びラテックス（ダウ実験的なサイズプレスラ
テックス）である。デンプンが結合剤として用いられた
場合には、乾燥したデンプンを約10〜25％固体で水に分
散し、約195℃で50〜190分、自動化研究室オートクレー
ブ（cooker）で処理する。得られた粘性のデンプンスラ
リーを、目的とする処方固定を得るために調製した顔料
と一緒にし、カウレ（Cowles）型オープンインペラーブ
レードを備えたプレミア（Premier）ミルで完全に混合
する。この処方を約５分間混合し、完全に均一なスラリ
ーを得て、得られた処方のBrookfield粘度（10、20、50
及び100回転／分）及び固体について理化学的性状を調
べた。
54登録商標、National Starch）、ポリビニルアルコー
ル、即ち、PVOH（Airvol 107登録商標、Air Products I
nc.）、及びラテックス（ダウ実験的なサイズプレスラ
テックス）である。デンプンが結合剤として用いられた
場合には、乾燥したデンプンを約10〜25％固体で水に分
散し、約195℃で50〜190分、自動化研究室オートクレー
ブ（cooker）で処理する。得られた粘性のデンプンスラ
リーを、目的とする処方固定を得るために調製した顔料
と一緒にし、カウレ（Cowles）型オープンインペラーブ
レードを備えたプレミア（Premier）ミルで完全に混合
する。この処方を約５分間混合し、完全に均一なスラリ
ーを得て、得られた処方のBrookfield粘度（10、20、50
及び100回転／分）及び固体について理化学的性状を調
べた。
ポリビニルアルコールを、デンプンについて用いたの
と同様の方法で調製した。PVOHを約200℃で、研究室オ
ートクレーブで50〜190分、10％固体で水和する。ラテ
ックス結合（50％固体）では、試験前の調製は不要であ
る。これらの結合剤についての顔料との処方は、デンプ
ンと同様である。
と同様の方法で調製した。PVOHを約200℃で、研究室オ
ートクレーブで50〜190分、10％固体で水和する。ラテ
ックス結合（50％固体）では、試験前の調製は不要であ
る。これらの結合剤についての顔料との処方は、デンプ
ンと同様である。
試験用の処方固体は約20〜28％の範囲であり、典型的
なコーティング処方は約20％の固体を有する。
なコーティング処方は約20％の固体を有する。
紙のコーティング： 一般的には、サイズ処理が施されておらず、81.3〜8
3.0g/m2の基礎（basis）重量の原紙が試験に用いられ
た。紙を12インチx17インチのシートに切断し、CSDドロ
ーダウン（Draw down）装置に固定した。この装置に
は、12インチx17インチのガラス板が上部にバネクリッ
プがある金属ベース上に設置されている。コーティグ処
方をCSDのドローダウンロッドで塗布する。この塗布方
法では、目的とするコート重量に依存して選択されるド
ローダウンロッドを紙の上部に置き、次いで、完全に混
合された10〜15mlの処方サンプルを30mlのシリンジで、
紙の上部を横切ってドローダウンロッドの下の一列に添
加する。そして、ドローダウンロッドを上部から下部
に、軽い圧力をかけつつ、一定の速度で約２秒間に渡っ
て引くことにより紙にコーティングする。
3.0g/m2の基礎（basis）重量の原紙が試験に用いられ
た。紙を12インチx17インチのシートに切断し、CSDドロ
ーダウン（Draw down）装置に固定した。この装置に
は、12インチx17インチのガラス板が上部にバネクリッ
プがある金属ベース上に設置されている。コーティグ処
方をCSDのドローダウンロッドで塗布する。この塗布方
法では、目的とするコート重量に依存して選択されるド
ローダウンロッドを紙の上部に置き、次いで、完全に混
合された10〜15mlの処方サンプルを30mlのシリンジで、
紙の上部を横切ってドローダウンロッドの下の一列に添
加する。そして、ドローダウンロッドを上部から下部
に、軽い圧力をかけつつ、一定の速度で約２秒間に渡っ
て引くことにより紙にコーティングする。
コート重量は、ステンレス鋼製ドローダウンロッドで
あって、予め定められたコーティング容量を紙の表面に
伝達するための特定の溝（groove）が刻まれているもの
により決定される。溝の数が少ないロッドでは、より重
いコート重量を伝達する。といのは、溝の間の間隔が広
くなるからである。一方、溝の数が多く、溝の間隔がよ
り狭いロッドでは、より軽いコート重量を伝達する。典
型的なコート重量は、約２〜10g/m2である。
あって、予め定められたコーティング容量を紙の表面に
伝達するための特定の溝（groove）が刻まれているもの
により決定される。溝の数が少ないロッドでは、より重
いコート重量を伝達する。といのは、溝の間の間隔が広
くなるからである。一方、溝の数が多く、溝の間隔がよ
り狭いロッドでは、より軽いコート重量を伝達する。典
型的なコート重量は、約２〜10g/m2である。
一旦、処方を塗布したら、約30〜60秒間、人の手で保
持したヒートガンで紙を即座に乾燥し、そして、約２〜
24時間の期間に渡って室温で完全に乾燥する。乾燥した
紙を、試験用に8.5インチx11インチのシートに切断す
る。
持したヒートガンで紙を即座に乾燥し、そして、約２〜
24時間の期間に渡って室温で完全に乾燥する。乾燥した
紙を、試験用に8.5インチx11インチのシートに切断す
る。
紙の試験： インクジェット印刷品質の最小限の仕様は、ヒューレ
ット・パッカード（株）（HP）により確立されている。
従って、下記の印刷特質を決定するために、ほとんどの
試験はHP法を用いている。
ット・パッカード（株）（HP）により確立されている。
従って、下記の印刷特質を決定するために、ほとんどの
試験はHP法を用いている。
光学濃度は、イメージの反射濃度の測定である。特定
の試験パターンを紙に印刷し、純粋な黒、複合的な黒、
シアン、マゼンタ、黄の光学濃度を、反射濃度計（refl
ection densitometer）（Macbeth RD918）で測定した。
得られた光学濃度をHP最小限仕様と比較した。
の試験パターンを紙に印刷し、純粋な黒、複合的な黒、
シアン、マゼンタ、黄の光学濃度を、反射濃度計（refl
ection densitometer）（Macbeth RD918）で測定した。
得られた光学濃度をHP最小限仕様と比較した。
インクの拡がり（spreading）及びにじみ（featherin
g）の何れも、インクジェット印刷の品質を低減しう
る。インクの拡がりとは、印刷された領域の成長又は幅
の広がりと定義される。にじみとは、インクのウィッキ
ングであり、その結果、ぼやけたイメージとなるもので
ある。光学濃度の測定で用いられたのと同じ印刷パター
ンの特定の部分を分析することにより、測定する。この
特定の部分は、インク領域、拡がり、インクの緑、にじ
みについて評価する。得られたデジタル化されたパター
ンを定量化し、商業上級インクジェット紙と比較する。
インクの拡がり及びにじみについてのHP試験法は、これ
らの試験で用いなかった。というのは、HP試験は、定量
的というよりも主観的であるからである。
g）の何れも、インクジェット印刷の品質を低減しう
る。インクの拡がりとは、印刷された領域の成長又は幅
の広がりと定義される。にじみとは、インクのウィッキ
ングであり、その結果、ぼやけたイメージとなるもので
ある。光学濃度の測定で用いられたのと同じ印刷パター
ンの特定の部分を分析することにより、測定する。この
特定の部分は、インク領域、拡がり、インクの緑、にじ
みについて評価する。得られたデジタル化されたパター
ンを定量化し、商業上級インクジェット紙と比較する。
インクの拡がり及びにじみについてのHP試験法は、これ
らの試験で用いなかった。というのは、HP試験は、定量
的というよりも主観的であるからである。
インク乾燥時間は、紙のシートへインクが吸収する速
度の測定である。特定の試験パターンを印刷し、イメー
ジを吸い取り、転写した黒インクで得られた光学濃度を
測定する。結果をHPからの指数関数的減衰モデルと一致
するように調整し、インク乾燥時間を計算する。最終乾
燥時間をHPが定めた最小限基準と比較する。
度の測定である。特定の試験パターンを印刷し、イメー
ジを吸い取り、転写した黒インクで得られた光学濃度を
測定する。結果をHPからの指数関数的減衰モデルと一致
するように調整し、インク乾燥時間を計算する。最終乾
燥時間をHPが定めた最小限基準と比較する。
水分定着（waterfastness）は、水が塗布されたとき
の印刷されている領域から印刷されていない領域へ着色
剤が移動した量の測定である。水分定着の試験パターン
を紙に印刷し、250μｌの水をそのプリントを横切って
塗布し、印刷領域及び隣接した非印刷領域に渡って流
す。非印刷領域に移動した黒インクの光学濃度を測定す
る。得られた光学濃度をHP基準と比較する。
の印刷されている領域から印刷されていない領域へ着色
剤が移動した量の測定である。水分定着の試験パターン
を紙に印刷し、250μｌの水をそのプリントを横切って
塗布し、印刷領域及び隣接した非印刷領域に渡って流
す。非印刷領域に移動した黒インクの光学濃度を測定す
る。得られた光学濃度をHP基準と比較する。
蛍光ペンにじみ定着（highlighter smearfastness）
は、２種類の蛍光ペンに接触したときの印刷領域から非
印刷領域へ移動した着色剤の測定でる。特定の試験パタ
ーンを紙に印刷し、そして、アルカリ性の蛍光ペン及び
酸性の蛍光ペンを用いて、テスト領域を横切って垂直線
を引く。非印刷領域に移動した黒インクの光学濃度を測
定し、HP最小限基準と比較する。
は、２種類の蛍光ペンに接触したときの印刷領域から非
印刷領域へ移動した着色剤の測定でる。特定の試験パタ
ーンを紙に印刷し、そして、アルカリ性の蛍光ペン及び
酸性の蛍光ペンを用いて、テスト領域を横切って垂直線
を引く。非印刷領域に移動した黒インクの光学濃度を測
定し、HP最小限基準と比較する。
色の評価をCIELABシステムで行う。Elrephro Datacol
or 2000色彩計を用いてＬ＊,a＊及びｂ＊値を決定し、
シアン、グリーン、黄、青、マゼンダ、及び赤の印刷領
域の色外観を採点する。結果を色質のHPダイアグラムと
比較する。
or 2000色彩計を用いてＬ＊,a＊及びｂ＊値を決定し、
シアン、グリーン、黄、青、マゼンダ、及び赤の印刷領
域の色外観を採点する。結果を色質のHPダイアグラムと
比較する。
トナーの付着は、非インクジェットフォトコピー試験
であり、コーティングにトナーが付着する程度を測定す
る。トナーの付着は、商業多目的紙としての使用として
は必須のものであり、商業多目的紙はコピー用紙として
しばしば用いられる。試験パターンをゼロックスコピー
機を用いて紙にコピーする。そして、テスト領域を５ポ
ンドのローラーで折り目を付け、次いで、得られたトナ
ー喪失パターンを標準セットと比較する。トナー喪失の
程度は、最上又はトナー喪失なしの０から、最悪又は著
しいトナー喪失の10に格付けする。
であり、コーティングにトナーが付着する程度を測定す
る。トナーの付着は、商業多目的紙としての使用として
は必須のものであり、商業多目的紙はコピー用紙として
しばしば用いられる。試験パターンをゼロックスコピー
機を用いて紙にコピーする。そして、テスト領域を５ポ
ンドのローラーで折り目を付け、次いで、得られたトナ
ー喪失パターンを標準セットと比較する。トナー喪失の
程度は、最上又はトナー喪失なしの０から、最悪又は著
しいトナー喪失の10に格付けする。
明るさ（brightness）試験では、Technidyne S−４明
るさ測定器を用いて、コート紙のTAPPI明るさについて
試験する。結果をコートされていない原紙と比較する。
るさ測定器を用いて、コート紙のTAPPI明るさについて
試験する。結果をコートされていない原紙と比較する。
実施例 以下に挙げる限定のない実施例は、本発明における好
ましい実施態様を単に例示したものであり、本発明を限
定するものとして解釈されるものではなく、本発明の範
囲は添付されるクレームにより定められる。
ましい実施態様を単に例示したものであり、本発明を限
定するものとして解釈されるものではなく、本発明の範
囲は添付されるクレームにより定められる。
実施例１ 水酸化カルシウムスラリーは、１部の石灰を５部の水
と混ぜて、初期温度50℃で機械的に撹拌することで調製
した。このスラリーを約10分間混合し、１部の石灰に対
して15部の水になるまで水で希薄し、そして、砕粒（gr
it）を取り除くために60メッシュのスクリーンに通し
た。
と混ぜて、初期温度50℃で機械的に撹拌することで調製
した。このスラリーを約10分間混合し、１部の石灰に対
して15部の水になるまで水で希薄し、そして、砕粒（gr
it）を取り除くために60メッシュのスクリーンに通し
た。
30リットルのステンレス反応器中のスラリーから炭酸
カルシウムが沈殿した。このステンレス反応器は、変速
撹拌器を備えており、ピッチされている２個のブレード
タービンインペラと、加熱及び冷却用ジャケットと、前
記ブレードタービンインペラに二酸化炭素含有ガスを向
けるためのステンレス鋼製の炭酸化管と、懸濁液のpHを
モニターするためのプローブを有している。
カルシウムが沈殿した。このステンレス反応器は、変速
撹拌器を備えており、ピッチされている２個のブレード
タービンインペラと、加熱及び冷却用ジャケットと、前
記ブレードタービンインペラに二酸化炭素含有ガスを向
けるためのステンレス鋼製の炭酸化管と、懸濁液のpHを
モニターするためのプローブを有している。
26リットルの水酸化カルシウムスラリーを上記に述べ
たように調製し、420回転／分で撹拌しつつ、反応器に
添加した。そして、スラリーに、６グラムの有機ホスホ
ネート（ブリケスト（Briquest）221−50A、エタノール
アミン ビス（メチレンホスホン酸）、アルブライト＆
ウイリアムス アメリカズ（株）、リッチモンド、バー
ジニア州）を添加した。これは、水酸化カルシウムスラ
リーと等量の炭酸カルシウムに基づいて、0.1重量パー
セントのブリケストに相当する。次いで、95.0g Al2SO4
・16H2Oを含有した水溶液１リットルを添加した。スラ
リーの温度を9.5℃に調節し、二酸化炭素を含有するガ
ス（空気に28容量％の二酸化炭素が含有しているガス）
を、615回転／分で撹拌する間、2.3 S.C.F.M.の速度で
添加した。水酸化カルシウムスラリーの炭酸化を、冷却
しながら36分間、継続した。即ち、伝導度が最少になる
まで継続し、これは、炭酸カルシウムの沈殿が完了した
ことを示すものである。このスラリーの最終温度は15.8
℃であった。得られた炭酸カルシウムの比表面積は115m
2/gと決定された。
たように調製し、420回転／分で撹拌しつつ、反応器に
添加した。そして、スラリーに、６グラムの有機ホスホ
ネート（ブリケスト（Briquest）221−50A、エタノール
アミン ビス（メチレンホスホン酸）、アルブライト＆
ウイリアムス アメリカズ（株）、リッチモンド、バー
ジニア州）を添加した。これは、水酸化カルシウムスラ
リーと等量の炭酸カルシウムに基づいて、0.1重量パー
セントのブリケストに相当する。次いで、95.0g Al2SO4
・16H2Oを含有した水溶液１リットルを添加した。スラ
リーの温度を9.5℃に調節し、二酸化炭素を含有するガ
ス（空気に28容量％の二酸化炭素が含有しているガス）
を、615回転／分で撹拌する間、2.3 S.C.F.M.の速度で
添加した。水酸化カルシウムスラリーの炭酸化を、冷却
しながら36分間、継続した。即ち、伝導度が最少になる
まで継続し、これは、炭酸カルシウムの沈殿が完了した
ことを示すものである。このスラリーの最終温度は15.8
℃であった。得られた炭酸カルシウムの比表面積は115m
2/gと決定された。
実施例２ 実施例１に記載されたものと同様の方法により、炭酸
カルシウムの沈降が行われた。即ち、同じ装置を用い
て、水酸化カルシウムスラリーが、0.1重量パーセント
のブリケスト及び3.15重量パーセントのAl2SO4・16H2O
の存在下で、二酸化炭素含有ガスにより、炭酸化され
た。炭酸化は、最少の伝導度に到達した時、35分で完了
した。スラリーの最終温度は16.7℃で、pHは11.65だっ
た。PCCの比表面積は、102.3m2/gであった。PCCスラリ
ーを、325メッシュのスクリーンに通し、反応器に投入
した。撹拌しながら、45グラムのBriquest 221−50A、
即ち、存在するPCC重量に基づいて0.7重量％に相当する
Briquestを添加した。pHを9.5に調節し、そのスラリー
を80℃に加熱し、PCCを80℃で５時間、熱時効した。最
終生成物の比表面積は、82.4m2/gであった。
カルシウムの沈降が行われた。即ち、同じ装置を用い
て、水酸化カルシウムスラリーが、0.1重量パーセント
のブリケスト及び3.15重量パーセントのAl2SO4・16H2O
の存在下で、二酸化炭素含有ガスにより、炭酸化され
た。炭酸化は、最少の伝導度に到達した時、35分で完了
した。スラリーの最終温度は16.7℃で、pHは11.65だっ
た。PCCの比表面積は、102.3m2/gであった。PCCスラリ
ーを、325メッシュのスクリーンに通し、反応器に投入
した。撹拌しながら、45グラムのBriquest 221−50A、
即ち、存在するPCC重量に基づいて0.7重量％に相当する
Briquestを添加した。pHを9.5に調節し、そのスラリー
を80℃に加熱し、PCCを80℃で５時間、熱時効した。最
終生成物の比表面積は、82.4m2/gであった。
実施例３ 実施例２に記載されたものと同様の方法により、水酸
化カルシウムスラリーを、0.1重量パーセントのブリケ
スト及び3.15重量パーセントのAl2SO4・16H2Oの存在下
で、炭酸化した。このときの両パーセントは、水酸化カ
ルシウムと等量の炭酸カルシウムに基づいている。炭酸
化時間は39分であり、最終pHは10.9、そして、比表面積
115.1m2/gのPCCを得た。本混合物を撹拌する間、PCC重
量に基づいて0.7重量パーセントのブリケスト221−50A
を添加した。そのスラリーを325メッシュのスクリーン
に通し、次いで反応器に戻してから、80℃で２時間、加
熱した。最終生成物の比表面積は、81.6m2/gであった。
化カルシウムスラリーを、0.1重量パーセントのブリケ
スト及び3.15重量パーセントのAl2SO4・16H2Oの存在下
で、炭酸化した。このときの両パーセントは、水酸化カ
ルシウムと等量の炭酸カルシウムに基づいている。炭酸
化時間は39分であり、最終pHは10.9、そして、比表面積
115.1m2/gのPCCを得た。本混合物を撹拌する間、PCC重
量に基づいて0.7重量パーセントのブリケスト221−50A
を添加した。そのスラリーを325メッシュのスクリーン
に通し、次いで反応器に戻してから、80℃で２時間、加
熱した。最終生成物の比表面積は、81.6m2/gであった。
実施例４ 実施例２に記載されたものと同様の方法により、水酸
化カルシウムスラリーを、0.7重量パーセントのブリケ
スト221−50A、及び3.15重量パーセントのAl2SO4・16H2
Oの存在下で、炭酸化した。このときの両パーセント
は、水酸化カルシウムと等量の炭酸カルシウムに基づい
ている。最低伝導度にするためのバッチ時間は36分であ
り、最終pHは11.4、PCCの比表面積は99.1m2/gであっ
た。スラリーを325メッシュのスクリーンに通し、反応
器に戻して撹拌し、PCCの重量に基づいて0.15重量パー
セントのブリケスト221−50Aを添加した。そのスラリー
のpHを、9.5に調節し、そのスラリーを80℃に加熱し
た。PCCを80℃で２時間、熱時効し、比表面積63.8m2/g
のPCCが得られた。
化カルシウムスラリーを、0.7重量パーセントのブリケ
スト221−50A、及び3.15重量パーセントのAl2SO4・16H2
Oの存在下で、炭酸化した。このときの両パーセント
は、水酸化カルシウムと等量の炭酸カルシウムに基づい
ている。最低伝導度にするためのバッチ時間は36分であ
り、最終pHは11.4、PCCの比表面積は99.1m2/gであっ
た。スラリーを325メッシュのスクリーンに通し、反応
器に戻して撹拌し、PCCの重量に基づいて0.15重量パー
セントのブリケスト221−50Aを添加した。そのスラリー
のpHを、9.5に調節し、そのスラリーを80℃に加熱し
た。PCCを80℃で２時間、熱時効し、比表面積63.8m2/g
のPCCが得られた。
実施例５ 容量0.6リットルで、炭酸カルシウム及び水の総重量
に基づく固体濃度が20.2重量パーセントの炭酸カルシウ
ムスラリーを、0.7〜0.9mmのガラスビーズ、1.7kgを含
有している 1.5リットルのステンレス製媒体ミルに投
入した。スラリー中の炭酸カルシウムは、正方偏三角面
体（scalenohedral）のPCCであり、比表面積が11.57m2/
gであり、平均粒子サイズが1.35μｍであった。媒体ミ
ルは、変速機械的撹拌を備えていた。スラリーを、2450
回転／分の撹拌速度で10分間粉砕した。粉砕された生成
物は、15.59m2/gの比表面積と0.35ミクロンの平均粒子
サイズを有していた。
に基づく固体濃度が20.2重量パーセントの炭酸カルシウ
ムスラリーを、0.7〜0.9mmのガラスビーズ、1.7kgを含
有している 1.5リットルのステンレス製媒体ミルに投
入した。スラリー中の炭酸カルシウムは、正方偏三角面
体（scalenohedral）のPCCであり、比表面積が11.57m2/
gであり、平均粒子サイズが1.35μｍであった。媒体ミ
ルは、変速機械的撹拌を備えていた。スラリーを、2450
回転／分の撹拌速度で10分間粉砕した。粉砕された生成
物は、15.59m2/gの比表面積と0.35ミクロンの平均粒子
サイズを有していた。
実施例６ 容量0.6リットルで、炭酸カルシウム及び水の総重量
に基づく固体濃度が18.7重量パーセントの炭酸カルシウ
ムスラリーを、変速機械的撹拌及び0.7〜0.9mmのガラス
ビーズ、1.7kgを備えている1.5リットルのステンレス製
媒体ミルに投入した。スラリー中の炭酸カルシウムは、
正方偏三角面体（scalenohedral）のPCCであり、比表面
積が26.07m2/gであり、平均粒子サイズが0.88μｍであ
った。このスラリーを、2450回転／分の撹拌速度で10分
間粉砕した。粉砕された生成物は、30.11m2/gの比表面
積と0.26μｍの平均粒子サイズを有していた。
に基づく固体濃度が18.7重量パーセントの炭酸カルシウ
ムスラリーを、変速機械的撹拌及び0.7〜0.9mmのガラス
ビーズ、1.7kgを備えている1.5リットルのステンレス製
媒体ミルに投入した。スラリー中の炭酸カルシウムは、
正方偏三角面体（scalenohedral）のPCCであり、比表面
積が26.07m2/gであり、平均粒子サイズが0.88μｍであ
った。このスラリーを、2450回転／分の撹拌速度で10分
間粉砕した。粉砕された生成物は、30.11m2/gの比表面
積と0.26μｍの平均粒子サイズを有していた。
熱硬化され及び媒体で粉砕された実施例１〜６のPCC
を適切な結合剤と処方し、そして、紙の試験シートを上
記した方法で6g/m2の処方でコートした。乾燥後、紙ハ
ンドシートについて、純粋な黒の光学濃度、複合的な黒
の光学濃度、拡がり、浸透、乾燥時間、水溶解度を試験
した。これらの試験の結果を表１に示す。
を適切な結合剤と処方し、そして、紙の試験シートを上
記した方法で6g/m2の処方でコートした。乾燥後、紙ハ
ンドシートについて、純粋な黒の光学濃度、複合的な黒
の光学濃度、拡がり、浸透、乾燥時間、水溶解度を試験
した。これらの試験の結果を表１に示す。
これらの結果は、典型的なコートされていない商業紙
と比較して顕著な改善を示す。このような商業紙では、
典型的には、複合的な黒の光学濃度が約0.9であり、純
粋な黒の光学濃度が約1.28であり、拡がりが約108であ
り、浸透のパーセントが約38であり、乾燥時間が約38で
あり、水の溶解度が約0.17である。比較として、最上級
の高コストの商業コート紙では、複合的な黒の光学濃度
が約1.2であり、純粋な黒の光学濃度が約1.56であり、
拡がりが約98であり、浸透のパーセントが約28であり、
乾燥時間が約12であり、水の溶解度がほとんど０であ
る。従って、本発明により得られたインクジェット記録
紙は、特に、実施例２で得られたPCCに基づく処方でコ
ートされた紙は、現在入手しうる、最上級の高コストの
商業コート紙に匹敵するものである。
と比較して顕著な改善を示す。このような商業紙では、
典型的には、複合的な黒の光学濃度が約0.9であり、純
粋な黒の光学濃度が約1.28であり、拡がりが約108であ
り、浸透のパーセントが約38であり、乾燥時間が約38で
あり、水の溶解度が約0.17である。比較として、最上級
の高コストの商業コート紙では、複合的な黒の光学濃度
が約1.2であり、純粋な黒の光学濃度が約1.56であり、
拡がりが約98であり、浸透のパーセントが約28であり、
乾燥時間が約12であり、水の溶解度がほとんど０であ
る。従って、本発明により得られたインクジェット記録
紙は、特に、実施例２で得られたPCCに基づく処方でコ
ートされた紙は、現在入手しうる、最上級の高コストの
商業コート紙に匹敵するものである。
本明細書において開示した発明が上記した目的を達成
するように充分に計算されていることは明らかである。
それでもなお、当業者は数多くの改変及び実施態様を案
出しうることは理解されるべきである。添付する請求の
範囲は、このような改変及び実施態様を本発明の精神及
び範囲に包含することを意図している。
するように充分に計算されていることは明らかである。
それでもなお、当業者は数多くの改変及び実施態様を案
出しうることは理解されるべきである。添付する請求の
範囲は、このような改変及び実施態様を本発明の精神及
び範囲に包含することを意図している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レスニク，ロバート・ケネス アメリカ合衆国ペンシルバニア州18040, イーストン，ウィンウッド・レーン 1709 (72)発明者 マクファデン，マイケル・グレゴリー アメリカ合衆国ペンシルバニア州18077, リージェルスヴィル，ダーラム・ロード 870 (56)参考文献 特開 平２−26996（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−40648（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−331182（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−251487（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−252525（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−145030（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−294057（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−59694（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250092（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41M 5/00 C01F 11/18 D21H 19/38
Claims (14)
- 【請求項１】沈降炭酸カルシウム粒子のスラリーを生成
する工程と；その後前記スラリーに有機ホスホネート化
合物を添加する工程と；そしてその後そのスラリーを加
熱して60m2/gより大きいBET比表面積を付与しそして改
良された顔料を形成するのに十分な時間、そのスラリー
中の前記沈降炭酸カルシウム粒子を熱時効する工程とを 含む沈降炭酸カルシウム顔料を調製する方法。 - 【請求項２】前記有機ホスホネート化合物が、アミン含
有リン酸誘導体であり、0.1〜１重量パーセントの量が
添加されている請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記有機ホスホネート化合物が、エタノー
ルアミンビス（メチレンホスホン酸）であり、0.4〜0.8
5重量パーセントの量が添加されている請求項１に記載
の方法。 - 【請求項４】前記沈降炭酸カルシウム粒子が、75℃以上
の温度で１〜10時間、時効される請求項１、２又は３に
記載の方法。 - 【請求項５】前記沈降炭酸カルシウム粒子が、約80〜85
℃の温度で約２〜５時間、時効される請求項１、２、３
又は４に記載の方法。 - 【請求項６】請求項１〜５の何れか１項に記載の方法で
得られた熱時効された炭酸カルシウム顔料。 - 【請求項７】請求項６に記載の熱時効された炭酸カルシ
ウム顔料と、インクジェット記録紙を生成するための結
合剤と、を含有するコーティングを原紙の少なくとも片
側にコーティングする工程を有するインクジェット記録
紙を生産する方法。 - 【請求項８】前記コーティングを前記原紙の両側に塗布
する請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】前記コーティングが、抄造プロセスにて抄
造機で紙に塗布される請求項７又は８に記載の方法。 - 【請求項１０】前記結合剤が、ポリビニルアルコール又
はデンプンである請求項７、８又は９に記載の方法。 - 【請求項１１】原紙上にコーティングを有するインクジ
ェット記録紙であって、前記コーティングは、 請求項１の方法で製造された熱時効された沈降炭酸カル
シウム顔料と、 粉砕された沈降炭酸カルシウム顔料と、又は、これらの
混合物と、 結合剤と、 を有するインクジェット記録紙。 - 【請求項１２】粉砕された沈降炭酸カルシウム顔料が15
m2/g以上のBET比表面積を有する請求項11に記載のイン
クジェット記録紙。 - 【請求項１３】熱時効された沈降炭酸カルシウム顔料が
60m2/g以上のBET比表面積を有する請求項11又は12に記
載のインクジェット記録紙。 - 【請求項１４】前記結合剤がポリビニルアルコール又は
デンプンである請求項11、12又は13に記載のインクジェ
ット記録紙。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/407,422 US5643631A (en) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Ink jet recording paper incorporating novel precipitated calcium carbonate pigment |
| US08/407,422 | 1995-03-17 | ||
| PCT/US1996/003546 WO1996029369A2 (en) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | Ink jet recording paper incorporating novel precipitated calcium carbonate pigment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11501879A JPH11501879A (ja) | 1999-02-16 |
| JP3216811B2 true JP3216811B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=23612019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52851396A Expired - Fee Related JP3216811B2 (ja) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | 新規な沈降炭酸カルシウム顔料を含有するインクジェット記録紙 |
Country Status (23)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5643631A (ja) |
| EP (2) | EP1081197B1 (ja) |
| JP (1) | JP3216811B2 (ja) |
| KR (1) | KR19980703089A (ja) |
| CN (1) | CN1094961C (ja) |
| AR (2) | AR001258A1 (ja) |
| AT (2) | ATE201223T1 (ja) |
| AU (1) | AU707273B2 (ja) |
| BR (1) | BR9607777A (ja) |
| CA (1) | CA2215500C (ja) |
| DE (2) | DE69637213T2 (ja) |
| ES (2) | ES2291171T3 (ja) |
| ID (1) | ID28187A (ja) |
| IL (1) | IL117500A (ja) |
| MY (1) | MY133751A (ja) |
| NO (1) | NO974248L (ja) |
| NZ (1) | NZ305170A (ja) |
| PL (1) | PL322273A1 (ja) |
| PT (2) | PT1081197E (ja) |
| RU (1) | RU2141495C1 (ja) |
| SK (1) | SK123797A3 (ja) |
| TW (1) | TW338081B (ja) |
| WO (1) | WO1996029369A2 (ja) |
Families Citing this family (72)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5681380A (en) | 1995-06-05 | 1997-10-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Ink for ink jet printers |
| US6017661A (en) | 1994-11-09 | 2000-01-25 | Kimberly-Clark Corporation | Temporary marking using photoerasable colorants |
| US5733693A (en) | 1993-08-05 | 1998-03-31 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for improving the readability of data processing forms |
| US6242057B1 (en) | 1994-06-30 | 2001-06-05 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Photoreactor composition and applications therefor |
| WO1996039646A1 (en) | 1995-06-05 | 1996-12-12 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Novel pre-dyes |
| MX9710016A (es) | 1995-06-28 | 1998-07-31 | Kimberly Clark Co | Colorantes novedosos y modificadores de colorante. |
| US6022517A (en) * | 1996-09-05 | 2000-02-08 | Minerals Technologies Inc. | Acicular calcite and aragonite calcium carbonate |
| EP0850777B1 (en) * | 1996-12-26 | 2001-10-24 | Oji Paper Co., Ltd. | Methods of making ink jet recording material |
| US6524379B2 (en) | 1997-08-15 | 2003-02-25 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Colorants, colorant stabilizers, ink compositions, and improved methods of making the same |
| ATE274616T1 (de) * | 1998-05-27 | 2004-09-15 | J M Huber Denmark Aps | Verwendung von kolloidalem ausgefälltem kalziumkarbonat als füllstoff bei der herstellung von papier |
| EP1000090A1 (en) | 1998-06-03 | 2000-05-17 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Novel photoinitiators and applications therefor |
| JP2002517540A (ja) | 1998-06-03 | 2002-06-18 | キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド | インク及びインクジェット印刷用のネオナノプラスト及びマイクロエマルション技術 |
| CA2336641A1 (en) | 1998-07-20 | 2000-01-27 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Improved ink jet ink compositions |
| DE69930948T2 (de) | 1998-09-28 | 2006-09-07 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc., Neenah | Chelate mit chinoiden gruppen als photoinitiatoren |
| EP1144512B1 (en) | 1999-01-19 | 2003-04-23 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Novel colorants, colorant stabilizers, ink compositions, and improved methods of making the same |
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