JP3704528B2 - インクジェット記録シート - Google Patents

Description

本発明は、水性インクを用いて記録を行うインクジェット記録シートに関するものであり、特に、市販のキャストコート紙に匹敵する光沢度を有する一方で、良好なインク吸収性及び印字濃度の高いインクジェット記録シートに関するものである。

インクジェット記録方式は、インクの微小液滴を種々の作動原理により飛翔させて紙等の記録シートに付着させ、画像・文字等の記録を行なうものであるが、高速、低騒音、多色化が容易、記録パターンの融通性が大きい、現像及び定着が不要等の特徴があり、漢字を含め各種図形及びカラー画像等の記録装置として、種々の用途において急速に普及している。更に、多色インクジェット方式により形成される画像は、製版方式による多色印刷やカラー写真方式による印画に比較して遜色のない記録を得ることが可能であり、作成部数が少なくて済む用途では、写真技術によるよりも安価であることからフルカラー画像記録分野にまで広く応用されつつある。

このインクジェット記録方式で使用される記録シートとしては、印字ドットの濃度が高く、色調が明るく鮮やかであること、インクの吸収が早くて印字ドットが重なった場合においてもインクが流れ出したり滲んだりしないこと、印字ドットの横方向への拡散が必要以上に大きくなく、且つ周辺が滑らかでぼやけないこと等が要求される。

これらの問題を解決するために、従来よりいくつかの提案がなされてきた。例えば、特許文献１には、低サイズの原紙に表面加工用の塗料を湿潤させてなるインクジェット記録用紙が開示されている。又、特許文献２には、支持体表面にインク吸収性の塗層を設けたインクジェット記録用紙が開示され、又、特許文献３及び特許文献４には、被覆層中の顔料として非膠質シリカ粉末を使った例が、更に、特許文献５には、インク吸収速度の異なる２層構造を使った塗抹紙の例が開示されている。

一般に、インク吸収性のあるインク受理層は、インクを吸収し保持するために、インク受理層中の空隙を多く有する必要がある。しかし、空隙の多いインク受理層は、インク受理層への入射光が散乱されてしまったり、透過が妨げられるため、不透明になり、空隙に浸透したインクに光が到達しにくくなるため画像が白っぽくなり、色再現性及び色濃度が低下する。又、空隙の多いインク受理層は、多孔質な表面となることから、高い光沢を望むことは難しい。

高い光沢を有するインクジェット記録シートとしては、例えば、特許文献６には、透明な支持体上に多孔質なインク受理層を形成し、インク受理層に形成した画像を支持体側から観察する方法が提案されている。特許文献７には、透明な支持体上に多孔性アルミナ水和物からなる染料吸着層、多孔性微粉シリカからなる溶剤吸収層を順次積層し、染料吸着層に形成した画像を支持体側から観察する方法が提案されている。

しかし、これらの方法では、画像を印字する際に鏡像となるように画像処理する必要があり、更に、使用する支持体が透明性を有するものに限定されてしまう。

又、特許文献８には、カチオン性高分子電解質を含む水溶液で処理した後にキャストする方法、特許文献９には光沢向上のためにコロイダルシリカを用い、カチオン性高分子電解質を含む水溶液で処理した後にキャストする方法の提案がなされている。しかし、カチオン性高分子電解質の使用は、印字した際に表面に存在するカチオン性高分子電解質がインクに再溶解するために印字部分の表面形状が粗面化され、印字部分の光沢や画像の鮮明性の低下が生じやすくなる。

光沢を付与する目的で、溶解・膨潤によりインクを吸収する樹脂を塗布した記録紙、フィルム等があるが、このような樹脂の溶解・膨潤によりインクを吸収させようとするものは、光沢は得られるものの、インクの吸収、乾燥が遅く、インク転写による汚れや滲みの発生が問題となる。

光沢を付与する処理は、スーパーカレンダー、グロスカレンダー等のカレンダー装置を用い、圧力や温度をかけたロール間に通紙することで塗層表面を平滑化する方法が一般的である。しかしながら、インクジェット記録シートに光沢を付与する目的で、高線圧下でカレンダー処理を行うと、光沢は向上するが、塗層の空隙が減少し、インクの吸収が遅くなり、又、吸収容量の不足からインクのあふれが発生してしまう問題がある。このことから、カレンダー処理は、許容されるインク吸収容量の範囲内で条件を選択せざるを得ず、インクの吸収と光沢を得るには、現状の技術での対応は難しいのが現状である。

更に、インクジェット記録方式は、パーソナルコンピュータレベルで良好な鮮鋭性や色彩性が得られ、複雑な画像も比較的簡便に迅速に得ることが可能となっているが、従来のインクジェット記録シートは、印刷用紙或いは印画紙と比較するとシートの光沢感が乏しく、ポスターやステッカー等の光沢感が望まれる分野への適用は、光沢感の点から難しいとされてきた。しかしながら、インク吸収性と光沢の相反する関係を打破して、インクジェット記録方式の簡便性が利用できる記録媒体の要求が大きくなっている。
特開昭５２−５３０１２号公報 特開昭５５−５８３０号公報 特開昭５５−５１５８３号公報 特開昭５６−１５７号公報 特開昭５５−１１８２９号公報 特開昭６１−１９７２８５号公報 特開平３−２１５０８１号公報 特開平２−１１３９８６号公報 特開平２−２７４５８７号公報

本発明の目的は、水性インクによる印字において、高いインク吸収性、印字濃度、光沢を有し、色再現性と画像再現性に優れたインクジェット記録シート、特に、オフセット印刷、タグやラベル用途に適用されている市販のキャストコート紙レベルの光沢感が要望されるフルカラー記録用インクジェット記録シートを得ることにある。

本発明者等は、インクジェット記録シートについて、鋭意検討を重ねた結果、本発明の目的が完成に至るインクジェット記録シートを見い出した。

本発明のインクジェット記録シートは、コートタイプのインクジェット記録シートにおいて、支持体上に少なくとも１層以上のインク受理層、該インク受理層上に光沢発現層が順次積層され、該光沢発現層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ロールに圧接して鏡面光沢仕上げされてなるものであり、且つ該光沢発現層が平均粒子径３００ｎｍ以下のコロイド粒子を主成分とする塗被組成物からなり、該光沢発現層に含有する顔料成分の８０質量％以上が該コロイド粒子であり、該インク受理層が１．０μｍ以下の粒子径を３０体積パーセント以上有する顔料を主成分とする塗被組成物からなることを特徴とするものである。

該光沢発現層に隣接して塗設される該インク受理層が、カチオン性コロイド粒子を主成分とする塗被組成物からなると好ましい。

更に、本発明のインクジェット記録シートは、ＪＩＳ Ｚ８７４１に規定される７５度鏡面光沢度が、７０％以上であると市販のキャストコート紙に匹敵する光沢となる。

本発明によれば、支持体上にインク受理層、光沢発現層を順次積層し、光沢発現層の塗被組成物に特定のコロイド粒子を使用し、更に該光沢発現層をキャスト処理することによって、市販のキャストコート紙に匹敵する光沢を有し、印字濃度、インク吸収性の高いインクジェット記録シートが得られる。

以下に、本発明のインクジェット記録シートについて、詳細に説明する。

一般に、多孔性顔料を主成分とした塗層を塗設する方法が採られている。しかし、該顔料は、２次或いは３次粒子として存在するために、粒子径が大きく、官能的に光沢感を生じさせることは難しく、高温、高線圧条件にてカレンダー処理を行い、平滑性の向上を図っても、本発明の目的に見合った光沢が得られないばかりか、空隙が減少し、インク吸収性が低下してインクジェット記録シートの特徴を失うことになる。

しかしながら、本発明で示すように、該記録シートの印字面が、特定の素材を用いて、インクの殆どを透過させる機能を有する光沢発現層とインク吸収性を有する該光沢発現層に隣接して支持体との間に設けられるインク受理層を構成し、該光沢発現層を該層が湿潤状態のある間に鏡面ロールに圧接して鏡面光沢仕上げする方法（以下、キャスト処理と略す）を用いて得ることにより、市販のキャストコート紙の光沢を有する一方で、相反する特性であるインク吸収性をバランスさせることが可能となる。

本発明のインクジェット記録シートにおいて、記録面に水性インクが与えられると、該インクは光沢発現層を透過して、光沢発現層に隣接するインク受理層に速やかに該インクを吸収させる。即ち、光沢発現層ではインクの殆どを透過させる機能を、インク受理層ではインク吸収性や染料定着性の機能を持たせ、塗層を機能分離することにより、本発明の目的が達せられる。

キャスト処理は、鏡面ロールの表面状態を転写して塗層表面に鏡面光沢を付与するものであるが、カオリン、炭酸カルシウム等の顔料を主成分とした市販のキャストコート紙と同様の組成では、画質を決める色彩性や鮮鋭性に問題があり、又、多孔性顔料を主成分とする塗被組成物では、本発明が目的とする光沢度が得られないことが判った。光沢度は、粒子径を小さくすることにより向上することから、コロイド粒子と多孔性顔料を併用した塗被組成物をキャスト処理により得ることが考えられるが、この場合でも目的とする光沢度は低く、光沢度を向上させるために、該コロイド粒子を増やすとインク吸収性の低下が生じることになり、本発明が目的を解決することが出来なかった。

本発明に係るインク受理層とは、顔料とバインダーを主成分とする塗被組成物から構成されるものである。顔料としては、公知の白色顔料を１種以上用いることができる。例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等が挙げられる。

又、バインダーとしては、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体；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；カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリビニルアルコール又はその誘導体；ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸樹脂、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等の共役ジエン系共重合体ラテックス；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等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等のビニル系重合体ラテックス；或はこれら各種重合体のカルボキシ基等の官能基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス；メラミン樹脂、尿素樹脂等の熱硬化合成樹脂等の水性接着剤；ポリメチルメタクリレート等のアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体樹脂；ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等の合成樹脂系接着剤等を挙げることができる。バインダーの配合量としては、顔料１００質量部に対して、３〜７０質量部、好ましくは、５〜５０質量部であり、３質量部未満ではインク受理層の塗層強度が不足するし、７０質量部を越えるとインク吸収性が低下する。

更に、インク受理層には、添加剤として、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤等を適宜配合することもできる。

特に、水性インクの染料分である水溶性直接染料や水溶性酸性染料中のスルホン酸基、カルボキシル基、アミノ基等と不溶な塩を形成する２級アミン、３級アミン、４級アンモニウム塩からなるカチオン性染料定着剤を配合すると、インク受理層にて染料が捕獲されるために、色彩性の向上や不溶な塩の形成により水の滴下や吸湿によるインクの流れだしや滲みだしを抑制するので好ましい。

インク受理層の塗工量としては、要求される光沢、インク吸収性、支持体の種類等により異なるが、１ｇ／ｍ²以上である。又、インク受理層はある一定の塗工量を２度に分けて塗設する事も可能であり、１度に該塗工量を塗設するよりも光沢が向上する。

インク受理層を塗設する方法は、各種ブレードコーター、ロールコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、カーテンコーター、ショートドウェルコーター、サイズプレス等の各種装置をオンマシン或いはオフマシンで用いることができる。又、塗設後に、マシンカレンダー、ＴＧカレンダー、スーパカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置を用いて平坦化仕上げすることも可能である。

本発明に係る光沢発現層は、コロイド粒子とバインダーを主成分とする塗被組成物からなるものである。

本発明に係るコロイド粒子とは、水中に懸濁分散してコロイド状をなしているものであり、動的散乱法により測定される平均粒子径が３００ｎｍ以下の無機粒子或いは有機粒子を指す。例えば、コロイダルシリカ、ベーマイト、擬ベーマイト等のアルミナゾルやコロイダルアルミナ、カチオン性アルミニウム酸化物又はその水和物、或いは特公昭４７−２６９５９号公報に開示されているようなコロイド状シリカ粒子表面をアルミナコーティングした粒子、等の無機粒子、ポリスチレン、メチルメタクリレート、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、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル共重合体、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン等の有機粒子が挙げられ、これらを２種以上併用することも可能である。

又、本発明の光沢発現層は、コロイド粒子と併用して公知の白色顔料を１種類以上用いることが出来るが、該顔料は一般に粒子径が大きく不透明性が生じるため、該顔料の粒子径にもよるが、該粒子／該顔料の質量比を８０／２０以上、より好ましくは９０／１０以上である。

又、バインダーとしては、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体；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；カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリビニルアルコール又はその誘導体；ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸樹脂、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等の共役ジエン系共重合体ラテックス；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等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等のビニル系重合体ラテックス；或はこれら各種重合体のカルボキシ基等の官能基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス；メラミン樹脂、尿素樹脂等の熱硬化合成樹脂等の水性接着剤；ポリメチルメタクリレート等のアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体樹脂；ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等の合成樹脂系接着剤等を挙げることができる。バインダーの配合量としては、顔料１００質量部に対して、５〜７０質量部、好ましくは、５〜５０質量部であり、５質量部未満では光沢発現層の塗層強度が不足するし、７０質量部を越えるとインク吸収性が低下する。

更に、光沢発現層には、添加剤として、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤等を適宜配合することもできる。

光沢発現層を塗設する方法は、各種ブレードコーター、ロールコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、カーテンコーター、ショートドウェルコーター、サイズプレス等の各種装置を用いることができる。光沢発現層の塗設量としては、キャスト処理の方法、インク受理層の平滑性やサイズ性、要求される光沢により異なるが、２ｇ／ｍ²以上あれば良い。又、キャスト処理後に、加湿空気、加湿蒸気を支持体を挟んだ光沢発現層の裏面に吹き付けてカール矯正をする事も可能であり、更にマシンカレンダー、ＴＧカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置を用いても良い。

本発明で使用される支持体としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ等の化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰ等の機械パルプ、ＤＩＰ等の古紙パルプ、等の木材パルプと従来公知の顔料を主成分として、バインダー及びサイズ剤や定着剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤等の各種添加剤を１種以上用いて混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等の各種装置で製造された原紙、更に原紙に、澱粉、ポリビニルアルコール等でのサイズプレスやアンカーコート層を設けた原紙や、それらの上にコート層を設けたアート紙、コート紙、キャストコート紙等の塗工紙も含まれる。この様な原紙及び塗工紙に、そのまま本発明に係る塗層を設けても良いし、平坦化をコントロールする目的で、マシンカレンダー、ＴＧカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置を使用しても良い。又、該支持体の坪量としては、通常４０〜３００ｇ／ｍ²であるが、特に制限されるものではない。

又、支持体の透気性或いは通気性は、光沢発現層がキャスト処理される際に発生する蒸気を裏面に移動させ光沢発現層を乾燥させるために必要であり、鏡面ドラムからの光沢発現層の離型性を決める重要な要因であるから、一般には原紙が用いられるが、透気性或いは通気性を有しているものであれば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、レーヨン、ポリウレタン等の合成樹脂を繊維化した後にシート状に形成したものでも良い。

キャスト処理には、直接法、凝固法、再湿潤法（リウエット法）があり、インク受理層を塗工し乾燥した後に、光沢発現層を構成する塗被組成物を塗設し、該塗設面が湿潤状態にある間に、該塗設面を加熱した鏡面ロールに接触、圧着、乾燥させ剥離し、該塗設面に該鏡面ロール表面のレプリカを形成させる方法である。直接法は、該光沢発現層を塗設後、未乾燥の状態（湿潤状態）で加熱された鏡面ロールに圧接し乾燥する方法であり、凝固法は該光沢発現層の塗被組成物を酸溶液、アルカリ溶液等により該組成物を凝固させ加熱された鏡面ロールに圧接する方法である。尚、凝固法には、赤外線を該組成物に照射して表面を凝固させる熱凝固法も含まれる。再湿潤法は、該インク透過層を塗設乾燥後、水を主体とする液にて該インク透過層を再湿潤させ、加熱された鏡面に圧接し乾燥する方法である。

これらのキャスト処理方法は、いずれも本発明のインクジェット記録シートに用いることが可能であるが、特に、光沢度の高いインクジェット記録シートを得るには、直接法が好ましい。又、該鏡面ロールの表面粗度、表面温度、直径、圧接時の圧力（線圧）、塗工速度等は市販のキャストコート紙の製造条件と同様に適宜選択することが可能である。

光沢については、粒子径の小さな顔料により得られることから、コロイド粒子を主成分とする組成物を支持体上に直接塗設してキャスト処理を施すことを検討したが、コロイド粒子には、インクを吸収するのに充分な塗層を作ることができず、その結果、インク溢れが発生する問題があった。しかし、該組成物を支持体上に塗設して得られたシートのインク吸収性、印字濃度、インクの拡散状態が、支持体に直接インクジェット記録した際のそれらの特性と類似していることから、支持体上にインク受理層を設け、更にその上に該組成物を塗設することによりインクジェット記録に要求される特性はインク受理層でコントロールし、光沢は光沢発現層でコントロールすることが可能であることが判った。

即ち、本発明におけるインクジェット記録シートは、支持体上にインク受理層、光沢発現層が順次積層されてなり、更に光沢発現層をキャスト処理することを特徴とするものである。特にＪＩＳ Ｚ８７４１に規定される７５度鏡面光沢度が７０％以上であると市販のキャストコート紙に匹敵する光沢を有したインクジェット記録シートが得られ、光沢感が良好となる。

インクジェット記録された画質を決定する印字濃度は、インク受理層の印字濃度のみならず、光沢発現層の透明性も重要となり、光沢発現層の塗被組成物に主成分として適用するコロイド粒子の平均粒子径が３００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下であると印字濃度の良好な画質を得ることができる。

本発明のインクジェット記録シートは、良好なインク吸収性を特長とするものである。インク受理層が、１．０μｍ以下の粒子径を３０体積パーセント以上有する顔料を主成分とする塗被組成物からなると、本発明の目的を確実にする。

インク吸収性は、インク受理層の塗層構造と関係しており、更に塗層構造は適用される顔料の粒子径に依存し、該粒子径に反比例して顔料間に形成される空隙径が小さくなることから、インク吸収性は高まる。本発明のインク受理層が１次粒子径が数ｎｍ〜数百ｎｍの粒子が凝集或いは会合してなる多孔性顔料を主成分とする塗被組成物からなるものであると十分なインク吸収性を確保することが可能となる。

特に、粒子径１．０μｍ以下の粒子が３０体積パーセント以上である多孔性顔料は勿論のこと、インク受理層に配合される上述の顔料の中の該当するものに限られる。該顔料を主成分とする塗被組成物からなるインク受理層は、該顔料を該層中の全顔料に対して７０質量％以上適用すると本発明の目的が達せられる。

更に、顔料がカチオン性コロイド粒子であるとインクを定着させる機能を有することになり、印字濃度の向上や耐水性の向上が得られる。カチオン性コロイド粒子は０．５ｇ／ｍ²以上となるように設けることにより、インク定着性を発現することが可能であり、該コロイド粒子と併用して公知の顔料を適用することも可能である。塗工量はインクジェット記録シートの風合いとも関係しており、要求される風合いに合致させた塗工量を設定すれば良い。又、原紙や一般紙の風合いを得るために塗工量を減じる場合や色彩性のコントロールを目的として、各色のインク中の染料成分を特定に捕獲する場合には、カチオン性染料定着剤を併用することも可能である。

特に、ＪＩＳ Ｚ８７４１に規定される７５度鏡面光沢度７０％以上であると市販のキャストコート紙に匹敵する光沢を有したインクジェット記録シートが得られ、光沢感が良好となる。

光沢発現層に適用されるコロイド粒子は、カチオン性コロイド粒子であることが好ましい。カチオン性コロイド粒子は、上述のコロイド粒子の内、該粒子表面が正に帯電した粒子を指し、例えば、ベーマイト、擬ベーマイト等のアルミナゾルやコロイダルアルミナ、カチオン性アルミニウム酸化物又はその水和物、コロイド状シリカ粒子表面をアルミナコーティングした粒子等が挙げられる。平均粒子径が３００ｎｍを越えると、不透明性の発現と該コロイド粒子の表面積の減少の伴うインクの定着性が低下する。

粒子表面の電荷がカチオンであることにより、電気的な相互作用によってインク中の染料成分である直接染料や水溶性酸性染料中のスルホン酸基、カルボン酸基、アミノ基等と不溶な塩を形成して光沢発現層で該染料成分を定着させることが可能となる。更に、該コロイド粒子自体には溶媒成分を吸収するだけの容量がないことから、溶媒成分は光沢発現層を透過して、インク受理層に浸透することになる。インク受理層においては、溶媒成分の面方向への拡散や深さ方向への浸透が生じても染料成分が含まれていないために色彩性や鮮鋭性に影響が無く、インクの吸収と定着を同時に機能させるために必要な空隙量は不要となる。

光沢発現層がコロイド粒子と合成高分子ラテックスを主成分とする塗被組成物からなると印字濃度と光沢は更に高まり、本発明の目的を確実にする。

本発明に係る合成高分子ラテックスとは、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等の共役ジエン系共重合体ラテックス；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等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等のビニル系重合体ラテックス；或はこれら各種重合体のカルボキシ基等の官能基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス等が挙げられる。特にこれらの内、平均粒子径が１００ｎｍ以下であると光沢発現層における不透明性の発現を抑制できるので好ましい。又、合成高分子ラテックスのガラス転移温度は、鏡面ロールとの密着性に関係し、該ロールからの離型性に影響することから、ガラス転移温度としては−３０℃以上が好ましい。

光沢発現層中の合成高分子ラテックスの配合量は、コロイド粒子１００質量部に対して、５〜７０質量部であり、５質量部未満では、キャストコーティング法により処理した際に、鏡面ロールでの塗層剥離の問題が生じる。又、７０質量部を超えるとインク透過性の悪化及び不透明性の発現があり、インクジェット記録装置の種類及び要求される印字濃度のレベルによっては問題となる場合が生じる。

支持体上にインク受理層、光沢発現層を順次積層し、光沢発現層をキャスト処理する製造方法においては、直接法によるキャスト処理が本発明の目的を確実にする。

本発明の光沢発現層は、コロイド粒子を主成分とする塗被組成物からなるものであって、該層をキャスト処理することにより鏡面光沢を得るものであり、光沢発現層の湿潤状態が光沢に影響する。特に光沢発現層に隣接するインク受理層はインク吸収性を有しているために、光沢発現層の塗被組成物中の水分を急速に吸収する特性がある。従って、キャスト処理としては光沢発現層を塗設した直後にキャスト処理を行う直接法であると、光沢発現層からインク受理層への水の移動が少ないために、湿潤状態が欠如されずに更に光沢の高いインクジェット記録シートが得られることになる。光沢発現層を塗設してからキャスト処理するまでの時間としては、２０秒以下、好ましくは１０秒以下である。

特に、ＪＩＳ Ｚ８７４１に規定される７５度鏡面光沢度７０％以上となるように、キャストドラム温度、圧接時のニップ圧（線圧）、キャスト処理速度等をコントロールすることにより、市販のキャストコート紙に匹敵する光沢を有したインクジェット記録シートが得られ、光沢感が良好となる。

本発明で云う水性インクとは、下記着色剤及び液媒体、その他の添加剤から成る記録液体である。

着色剤としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料あるいは食品用色素等の水溶性染料である。

水性インクの溶媒としては、水及び水溶性の各種有機溶剤、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトンアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個のアルキレングリコール類；グリセリン、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類等が挙げられる。

これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテルは好ましいものである。

その他の添加剤としては、例えばｐＨ調節剤、金属封鎖剤、防カビ剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、湿潤剤、界面活性剤、及び防錆剤、等が挙げられる。

本発明に係るインクジェット記録シートは、インクジェット記録シートとしての使用に留まらず、記録時に液状であるインクを使用するどのような記録シートとして用いてもかまわない。例えば、熱溶融性物質、染顔料等を主成分とする熱溶融性インクを樹脂フィルム、高密度紙、合成紙等の薄い支持体上に塗布したインクシートを、その裏面より加熱し、インクを溶融させて転写する熱転写記録用受像シート、熱溶融性インクを加熱溶融して微小液滴化、飛翔記録するインクジェット記録シート、油溶性染料を溶媒に溶解したインクを用いたインクジェト記録シート、光重合型モノマー及び無色又は有色の染顔料を内包したマイクロカプセルを用いた感光感圧型ドナーシートに対応する受像シート等が挙げられる。

これらの記録シートの共通点は、記録時にインクが液体状態である点である。液状インクは、硬化、固化又は定着までに、記録シートのインク受理層の深さ方向又は水平方向に対して浸透又は広がっていく。上述した各種記録シートはそれぞれの方式に応じた吸収性を必要とするもので、本発明のインクジェット記録シートを上述した各種の記録シートとして利用しても何ら構わない。

更に、複写機・プリンター等に広く使用されている電子写真記録方式のトナーを加熱定着する記録シートとして、本発明におけるインクジェット記録シートを使用しても構わないし、粘着剤層を設けて、ラベル用途に使用することも可能である。

以下に本発明の作用をまとめると、インク吸収性に優れ、印字濃度が高く、市販のキャストコート紙レベルの光沢度を有するインクジェット記録シートは、以下の実施例に示すように、光沢発現層とインク受理層からなる２層構造とすることにより得ることが可能となる。本発明のインクジェット記録シートにおいては、光沢発現層は、透明性に優れ、印字されたインクの殆どが速やかにインク受理層に移動する機能を有し、該光沢発現層をキャスト処理により設けることより、目的とする光沢度も同時に得ることができる。

光沢発現層は、コロイド粒子を主成分とする塗被組成物で構成されるものであり、インク受理層は顔料及びバインダーを主成分とする塗被組成物からなる。該コロイド粒子の表面が負或いは無帯電であるとインクを捕獲して定着させる機能が無いために、インクは隣接するインク受理層に移動する。このため、光沢発現層には透明性が要求され、平均粒子径が３００ｎｍ以下のコロイド粒子を適用することにより、透明性の確保が可能となり、インク受理層に吸収・定着したインクを覆い隠すこと無く印字濃度の高い画像を得ることができる。

インク受理層の塗被組成物としては、粒子径１．０μｍ以下が３０体積パーセント以上である顔料を主成分とするものであると、インク吸収性を確保することが出来る。特に、該粒子がカチオン性コロイド粒子であると染料定着性を得ることができ、光沢発現層に隣接してカチオン性コロイド粒子を主成分とする塗被組成物からなる第１インク受理層、更に該層に隣接して木材パルプを主成分とする支持体或いは上述の粒子径規定により選ばれた顔料を主成分とする第２インク受理層とすると、第１インク受理層でインク中の染料成分が定着され、支持体或いは第２インク受理層でインク中の溶媒成分が吸収されることになる。

光沢発現層用いるコロイド粒子の表面が正に帯電していると、インク中の染料成分が光沢発現層に捕獲され定着し、溶媒成分は隣接するインク受理層に吸収されるため、印字濃度が高く、インク吸収性の良好なインクジェット記録シートが得られる。

光沢発現層に用いられるバインダーとしては、合成高分子ラテックスが光沢の低下がなく、更に、該ラテックスの平均粒子径が１００ｎｍ以下であると不透明性の発現が抑制されるために、印字濃度を低下させることがないので好ましい。

更に、インク受理層が高いインク吸収性を有しているために、該層上に塗設してキャスト処理される光沢発現層の塗被組成物は、該組成物中の水分がインク受理層へ移動し、湿潤状態が低下する。その結果、湿潤状態の低下が容認できる範囲でキャスト処理することが好ましく、その低下が少ない直接法によるキャスト処理により、光沢、印字濃度、インク吸収性の良好なインクジェット記録シートを得ることが可能になる。

実施例
以下に本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。又、実施例に於いて示す「部」及び「％」は特に明示しない限り絶乾質量部及び絶乾質量％を示す。尚、実施例に示す粒子径は、動的光散乱法により求めた平均粒子径である。

以下に示す実施例及び比較例において、支持体は全て共通として、次のように作製した。

＜支持体の作製＞
支持体は、ＬＢＫＰ（濾水度４００ｍｌｃｓｆ）８０部とＮＢＫＰ（濾水度４５０ｍｌｃｓｆ）２０部からなる木材パルプ１００部に対して、軽質炭酸カルシウム／重質炭酸カルシウム／タルクの比率が１０／１０／１０の顔料２５部、市販アルキルケテンダイマー０．１０部、市販カチオン系（メタ）アクリルアミド０．０３部、市販カチオン化澱粉０．８０部、硫酸バンド０．４０部を調成後、長網抄紙機を用いて坪量９０ｇ／ｍ²で抄造した。

尚、各実施例及び比較例で作製したインクジェット記録シートについては、以下に示す評価方法によって評価した。測定及び評価は、ＪＩＳ Ｐ８１１１に規定される環境下で行った。

＜鏡面光沢度＞
キャスト処理された光沢発現層の表面の鏡面光沢度を測定した。該光沢度は、ＪＩＳ Ｚ８７４１に準じて、入反射角度７５度として、日本電色工業社製変角光沢度計（ＶＧＳ−１００１ＤＰ）にて測定した。なお、市販されているキャストコート紙は、鏡面光沢度が７０％以上である。

＜インク吸収性＞
インクジェット記録装置（ＢＪＣ−８２０Ｊ：キヤノン株式会社製）を用いて、シアンインク、マゼンタインクで重色の矩形パターンを印字し、このパターンと白紙部の境界部分を下記の基準に従い、目視にて評価を行った。良好なインク吸収性として、Ａ又はＢ評価が必要である。Ａ：境界部分に歪みは見られない。Ｂ：境界部分に僅かな歪みが見られる。Ｃ：境界部分の全てに歪みが見られる。

＜印字濃度＞
上記のインクジェット記録装置を用いて、ブラックインクでベタパターンを印字し、印字部をマクベスＲＤ−９１８型により、光学反射濃度を測定した。印字濃度としては、１．２５以上あれば色彩性のある画像が得られる。

＜インク受理層の塗工＞
インク受理層は支持体上に塗工した。インク受理層の塗被組成物は、粒子径１．０μｍ以下の粒子を３０．２体積％以上有するカオリン（ウルトラホワイト９０：Engelhard社製）１００部、市販のポリアクリル酸系分散剤０．１部からなる固形分濃度７０％の顔料スラリーに、市販のスチレン・ブタジエン系ラテックス７部を添加して、ｐＨ９．５、固形分濃度６０％にて調液して得た。この塗被組成物を乾燥塗工量１５ｇ／ｍ²となるようにブレードコーターで塗工・乾燥した。

＜光沢発現層の塗工＞
光沢発現層は、インク受理層の表面に塗設した後、キャスト処理して得た。キャスト処理は、光沢発現層の塗被組成物をインク受理層の表面に塗工し、２秒後に、表面温度９０℃に加熱された鏡面ロールに圧接し乾燥する直接法により処理した。光沢発現層の塗被組成物は、コロイド粒子として、平均粒子径が８０ｎｍのカチオン性コロイダルシリカ（スノーテックスＡＫ−ＺＬ：日産化学工業社製）１００部、接着剤として市販のノニオン性アクリル系エマルジョン２０部、カチオン性染料定着剤（ポリフィックス６０１：昭和高分子社製）５部を用い、固形分濃度３０％として、これらを調液した。この塗液をロールコーターにより、乾燥塗工量８ｇ／ｍ²となるようにインク受理層面に上記のキャスト処理法で設け、実施例１のインクジェット記録シートを得た。

＜インク受理層の塗工＞
インク受理層は、支持体上に塗工した。インク受理層の塗被組成物は、粒子径１．０μｍ以下の粒子を７３．３体積％以上有するカオリン（アマゾン８８：THE CAULIM DA AMASONIA社製）１００部、市販のポリアクリル酸系分散剤０．２部からなる固形分濃度７０％の顔料スラリーに、市販のスチレン・ブタジエン系ラテックス７部を添加して、ｐＨ９．５、固形分濃度６０％にて調液して得た。この塗被組成物を乾燥塗工量１５ｇ／ｍ²となるようにブレードコーターで塗工・乾燥した。

＜光沢発現層の塗工＞
インク受理層表面に光沢発現層を塗工し、キャスト処理を行った。光沢発現層の塗被組成物及びキャスト処理は、実施例１と同様として、実施例２のインクジェット記録シートを得た。

＜インク受理層の塗工＞
インク受理層は支持体上に塗工した。インク受理層の塗被組成物は、粒子径１．０μｍ以下の粒子を１００体積％以上有する有機粒子（Ｌ８９９９：旭化成社製）１００部、市販のスチレン・ブタジエン系ラテックス７部を添加して、ｐＨ９．５、固形分濃度４５％にて調液して得た。この塗被組成物を乾燥塗工量１５ｇ／ｍ²となるようにブレードコーターで塗工・乾燥した。

＜光沢発現層の塗工＞
インク受理層表面に光沢発現層を塗工し、キャスト処理を行った。光沢発現層の塗被組成物及びキャスト処理は、実施例１と同様として、実施例３のインクジェット記録シートを得た。

＜インク受理層の塗工＞
インク受理層は、支持体上に塗工した。インク受理層の塗被組成物は、重質炭酸カルシウム（エスカロン＃１５００：三共製粉社製）１００部に市販のポリアクリル酸系分散剤を１部添加して調整したスラリーを粉砕機（ユニバーサルミル：三井三池社製）に２回通したものに、市販のスチレン・ブタジエン系ラテックスを５部添加して、ｐＨ９．５、固形分濃度６５％にて調液して得た。粉砕された後の該炭酸カルシウムは１．０μｍ以下の粒子径を４８．２％有するものであった。この塗被組成物を乾燥塗工量１５ｇ／ｍ²となるようにブレードコーターで塗工・乾燥した。

＜光沢発現層の塗工＞
インク受理層表面に光沢発現層を塗工し、キャスト処理を行った。光沢発現層の塗被組成物及びキャスト処理は、実施例１と同様として、実施例４のインクジェット記録シートを得た。

（比較例１）
＜インク受理層の塗工＞
インク受理層は、支持体上に塗工した。インク受理層の塗被組成物は、粒子径１．０μｍ以下の粒子を１２．３体積％有するカオリン（ハイドラスパース：HUBER社製）１００部、 市販のポリアクリル酸系分散剤０．１部からなる顔料スラリーに、市販のスチレン・ブタジエン系ラテックス７部を添加して、ｐＨ９．５、固形分濃度６０％にて調液して得た。この塗被組成物を乾燥塗工量１５ｇ／ｍ²となるようにブレードコーターで塗工・乾燥した。

＜光沢発現層の塗工＞
インク受理層表面に光沢発現層を塗工し、キャスト処理を行った。光沢発現層の塗被組成物及びキャスト処理は、実施例１と同様として、比較例１のインクジェット記録シートを得た。

支持体及びインク受理層は実施例１と同様に得た。光沢発現層の塗被組成物は、コロイド粒子として、平均粒子径が３００ｎｍのコロイダルシリカ（ＰＳＴ−３：日産化学工業社製）１００部、接着剤として、スチレン・ブタジエン系ラテックス（平均粒子径１３５ｎｍ；０６９３：日本合成ゴム社製）２０部、カチオン性染料定着剤（ポリフィックス６０１：昭和高分子社製）を３部、固形分濃度２０％として、これらを調液した。この塗液をロールコーターにより、乾燥塗工量３ｇ／ｍ²となるようにインク受理層面に塗工し、その後、実施例１と同じ条件でキャスト処理し、実施例５のインクジェット記録シートを得た。

＜インク受理層の塗工＞
支持体上にインク受理層を塗工した。インク受理層の塗被組成物は、カチオン性コロイド粒子として、アルミナゾル（非球状粒子；粒子径１００ｎｍ×１０ｎｍ；カタロイドＡＳ−３：触媒化成工業社製）１００部、接着剤としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ１１７：クラレ社製）１０部を固形分濃度１０％で調液して得た。この塗被組成物を乾燥塗工量１ｇ／ｍ²となるようにロールコーターで塗工・乾燥した。

＜光沢発現層の塗工＞
インク受理層表面に光沢発現層を塗工し、キャスト処理を行った。光沢発現層の塗被組成物及びキャスト処理は、実施例５と同様として、実施例６のインクジェット記録シートを得た。

＜インク受理層の塗工＞
支持体上にインク受理層を２層設けた。支持体上に塗工したインク受理層Ａ及び該層Ａ上に塗工したインク受理層Ｂは以下の条件で設けた。

インク受理層Ａは、実施例１のインク受理層と同じ塗被組成物及び同じ条件で塗工した。次いで、得られた該層Ａ上にインク受理層Ｂを塗工した。インク受理層Ｂは、実施例６のインク受理層と同じ塗被組成物及び同じ条件で塗工した。

＜光沢発現層の塗工＞
支持体上に順次積層されたインク受理層Ａ、インク受理層Ｂの上に光沢発現層を塗工し、キャスト処理を行った。光沢発現層の塗被組成物及びキャスト処理は、実施例５と同様として、実施例７のインクジェット記録シートを得た。

（比較例２）
インク受理層は実施例７と同じ条件で調液、塗工、乾燥して得た。光沢発現層の塗被組成物は、コロイド粒子として、平均粒子径が５００ｎｍのコロイダルシリカ（ＰＳＴ−５：日産化学工業社製）１００部、接着剤として、スチレン・ブタジエン系ラテックス（平均粒子径１３５ｎｍ；０６９３：日本合成ゴム社製）２０部、カチオン性染料定着剤（ポリフィックス６０１：昭和高分子社製）を３部、固形分濃度２０％として、これらを調液した。この塗液をロールコーターにより、乾燥塗工量３ｇ／ｍ²となるようにインク受理層面に塗工し、その後、実施例１と同じ条件でキャスト処理し、比較例２のインクジェット記録シートを得た。

上記表１から明らかなように、光沢発現層の塗被組成物を平均粒子径３００ｎｍ以下のコロイド粒子を主成分とし、インク受理層の塗被組成物が、１．０μｍ以下の粒子を３０体積％以上有する顔料を主成分とするものであると本発明の目的が達せられ、この範囲から外れる顔料についてはインク吸収性の悪化が見られる。又、実施例６、７からはインク受理層の塗被組成物にカチオン性コロイド粒子が用いられると印字濃度の向上することが判る。更に、インク受理層を２層設け、光沢発現層に隣接するインク受理層にカチオン性コロイド粒子を用いると光沢が高まる。

支持体及びインク受理層は実施例１と同様に得た。光沢発現層の塗被組成物は、実施例１と同様とした。この塗液を乾燥塗工量が８ｇ／ｍ²となるようにエアーナイフコーターで塗工・乾燥した。その後、光沢発現層を再湿潤して表面温度１２０℃の鏡面ロールに圧接する再湿潤法でキャスト処理を行い、実施例８のインクジェット記録シートを製造した。

支持体及びインク受理層は実施例２と同様に得た。光沢発現層の塗被組成物は、実施例２と同様とした。この塗液を乾燥塗工量が８ｇ／ｍ²となるようにエアーナイフコーターで塗工・乾燥した。その後、光沢発現層を再湿潤して表面温度１２０℃の鏡面ロールに圧接する再湿潤法でキャスト処理を行い、実施例９のインクジェット記録シートを製造した。

支持体及びインク受理層は実施例３と同様に得た。光沢発現層の塗被組成物は、実施例３と同様とした。この塗液を乾燥塗工量が８ｇ／ｍ²となるようにエアーナイフコーターで塗工・乾燥した。その後、光沢発現層を再湿潤して表面温度１２０℃の鏡面ロールに圧接する再湿潤法でキャスト処理を行い、実施例１０のインクジェット記録シートを製造した。

支持体及びインク受理層は実施例４と同様に得た。光沢発現層の塗被組成物は、実施例４と同様とした。この塗液を乾燥塗工量が８ｇ／ｍ²となるようにエアーナイフコーターで塗工・乾燥した。その後、光沢発現層を再湿潤して表面温度１２０℃の鏡面ロールに圧接する再湿潤法でキャスト処理を行い、実施例１１のインクジェット記録シートを製造した。

上記表２から明らかなように、光沢発現層の塗被組成物が平均粒子径３００ｎｍ以下のコロイド粒子を主成分とし、インク受理層の塗被組成物が１．０μｍ以下の粒子を３０体積％以上有する顔料を主成分として、直接法によりキャスト処理することによって、高い光沢を有するインクジェット記録シートが得られることが判る。又、直接法では光沢発現層の塗工量を減量しても光沢が高く、その結果、不透明性の発現が抑制されるために、印字濃度も高くなることが判る。

Claims (2)

1. コートタイプのインクジェット記録シートにおいて、支持体上に少なくとも１層以上のインク受理層、該インク受理層上に光沢発現層が順次積層され、該光沢発現層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ロールに圧接して鏡面光沢仕上げされてなるものであり、且つ該光沢発現層が平均粒子径３００ｎｍ以下のコロイド粒子を主成分とする塗被組成物からなり、該光沢発現層に含有する顔料成分の８０質量％以上が該コロイド粒子であり、該インク受理層が１．０μｍ以下の粒子径を３０体積パーセント以上有する顔料を主成分とする塗被組成物からなることを特徴とするインクジェット記録シート。
2. 光沢発現層に隣接して塗設されるインク受理層がカチオン性コロイド粒子を主成分とする塗被組成物からなる請求項１記載のインクジェット記録シート。