JP3720075B2

JP3720075B2 - インクジェット記録用紙

Info

Publication number: JP3720075B2
Application number: JP11390495A
Authority: JP
Inventors: 孝作永島; 史博山崎
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JPH08282094A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット記録用紙に関する。さらに詳しくは、本発明は、インク受理性が良好でフルカラーインクジェット記録に適し、高解像度の画像を形成し、耐水性などの画像保存性に優れ、かつ、電子写真方式のトナー受理性と密着性、熱転写方式のリボン転写性と密着性、オフセット印刷適性にも優れたインクジェット記録用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録用紙に対する要求は、記録方式、記録装置、記録物の質などによって異なってくる。近年、各種プリンターの発展に伴い、その記録方式に応じた専用紙の開発がなされてきた。プリンターの記録方式としては、インクジェット方式、電子真写方式、熱転写方式などがその主流を占めている。インクジェット方式においては、インクの吸収性や乾燥性が重要であり、電子写真方式ではトナーの受理性と密着性、熱転写方式ではリボン転写性と密着性が重要である。
インクジェット方式のプリンターにおいては、インクの吸収性、乾燥性などが要求されるので、専用のコート紙が使用される。インクジェット方式に上質紙を用いると、インクの吸収性が劣るためにインクの乾燥性が悪くまた良好な画像が得られない。一方、インクジェット記録用紙を電子写真方式や熱転写方式のプリンターに用いると、トナーやリボンの密着不良、インク受理層の脱落などが生じる。このため、インクジェット記録用紙の製造には水性インクを受理及び保持するための層を形成するコーティング工程が必要であり、インクジェット記録用紙には他の用途との共用性がなく、また、インクジェット記録用紙に他の方式の印刷をあらかじめ施しておくことも容易ではない。
このため、表面に顔料コート層がなく、他の記録方式と共用性のあるインクジェット記録用紙が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、表面にインク受理層のような塗工層を設けることなく、上質紙タイプで、インクジェット方式、電子写真方式、熱転写方式、オフセット印刷などに共用性のある記録用紙を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、抄紙段階で紙層内に填料を内添し、かつカチオン性樹脂を含有ならびに表面に塗布せしめれば、表面にインクを受理及び保持するためのコート層を施すことなく、良好なインクジェット印字適性が得られ、かつインクの耐水性が向上することを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）基紙の表面にインクを受理するための顔料コート層がないインクジェット記録用紙であって、少なくとも、填料、サイズ剤、硫酸バンド、カチオン性樹脂を含有するパルプスラリーより抄紙され、３級アミン又は４級アンモニウム塩を含むカチオン性樹脂を０ . １〜５ . ０ｇ／ｍ ² 塗布し、紙中の灰分率が５〜４０重量％であり、コッブ法による吸水度が１６〜１００ｇ／ｍ²であり、電子写真方式、熱転写方式又はオフセット印刷方式の記録紙にも使用可能なことを特徴とするインクジェット記録用紙、及び、
（２）カチオン性樹脂がカチオン化澱粉であり、その添加量がパルプ固形重量に対して０.１〜３.０重量％である第(１)項記載のインクジェット記録用紙、
を提供するものである。
【０００５】
本発明のインクジェット記録用紙は、セルロースパルプ、填料、サイズ剤、硫酸バンド及びカチオン性樹脂を含有するパルプスラリーより抄紙する。本発明に用いるセルロースパルプには特に制限はなく、原料からは針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、わらパルプ、脱墨古紙パルプなどを使用することができ、製法からはメカニカルパルプ、セミケミカルパルプ、ケミカルパルプなどを使用することができるが、これらの中で、針葉樹及び広葉樹クラフトパルプを特に好適に使用することができる。
本発明においては、パルプスラリーに填料を添加する。填料は、用紙の白色度や不透明性のような光学的性質を高めるとともに、インクの吸収性及び乾燥性を向上し、インク受理性や印刷光沢性を改良する。使用する填料としては、例えば、カオリン、焼成クレー、タルク、含水ケイ酸、酸化チタン、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、ゼオライト、尿素−ホルムアルデヒド樹脂などを挙げることができるが、これらの中で、タルク及び酸化チタンを特に好適に使用することができる。填料は、１種を単独で使用することができ、あるいは２種以上を混合して使用することができる。
【０００６】
本発明においては、パルプスラリーにサイズ剤を添加する。サイズ剤は、水や水性インクの紙中への過剰な浸透を防止する効果を有する。サイズ剤としては、ロジンサイズ又は合成サイズ剤のいずれをも使用することができる。ロジンサイズとしては、アビエチン酸型、ピマール酸型ともに使用することができ、アビエチン酸型は強化ロジンとして用いることもできる。合成サイズ剤としては、アルケニル無水コハク酸又はアルキルケテンダイマーを用いることができ、これらを界面活性剤により乳化してパルプスラリーに添加し、カチオン性の樹脂により用紙に定着させる。
本発明においては、パルプスラリーに硫酸バンドを添加する。硫酸バンドは、填料及びサイズ剤を定着する効果を有する。
本発明においては、パルプスラリーにカチオン性樹脂を添加する。使用するカチオン性樹脂には特に制限はなく、例えば、カチオン化澱粉、カチオン化セルロース、キトサンなどの半合成カチオン性樹脂や、ポリアミノアルキルメタクリレート、ポリエチレンイミン、ハロゲン化ポリジアリルアンモニウムなどの合成カチオン性樹脂を使用することができる。これらの中で、カチオン化澱粉を特に好適に使用することができる。カチオン性樹脂は、紙力を増強し、歩留まりを向上するほかに、インクの耐水性の向上に寄与する。
本発明においては、必要に応じて、その他の添加剤をパルプスラリーに加えることができる。このような添加剤としては、例えば、紙力増強剤、ろ水性向上剤、歩留まり向上剤、帯電防止剤、着色剤などを挙げることができる。
以上の成分からなるパルプスラリーから、通常の抄紙機を用いてシート化を行う。
【０００７】
本発明のインクジェット記録用紙は、紙中の灰分率が５〜４０重量％であり、好ましくは紙中の灰分率が７〜２０重量％である。紙中の灰分率は、ＪＩＳＰ８１２８に従って測定することができる。紙中の灰分は、主として填料及び硫酸バンドに由来するものである。紙中の灰分率が５重量％未満であると、インクの乾燥性が不良になると共に、インクのにじみが発生し、インクドットの形状が崩れるおそれがある。また、紙中の灰分率が４０重量％を超えると、インクの浸透が発生し、印字濃度が低下するおそれがある。
本発明のインクジェット記録用紙は、ＪＩＳＰ８１４０にしたがって、試験片と水との接触時間を１２０秒として測定したコッブ法による吸水度が、１６〜１００ｇ／ｍ²であり、好ましくは２０〜１００ｇ／ｍ²である。コッブ法による吸水度が１６ｇ／ｍ²秒未満であると、インクの吸収性が悪く、インクの乾燥に時間が掛り問題が生ずるおそれがある。また、コッブ法による吸水度が１００ｇ／ｍ²を超えると、インクジェットの印字性には特に問題を生じないが、水性ペン等での筆記性等に問題を生ずるおそれがある。
【０００８】
本発明のインクジェット記録用紙は、必要に応じ、さらに３級アミン又は４級アンモニウム塩を含むカチオン性樹脂を塗布することができる。表面にカチオン性樹脂を塗布することにより、インクの耐水性及び画像保存性を改善することができる。塗布するカチオン性樹脂としては、３級アミン又は４級アンモニウム塩を含む、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ジシアンアミドホルマリン縮合物、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、（メタ）アクリル酸アルキルアミン、（メタ）アクリル酸アルキルアンモニウム塩等を使用することができる。カチオン性樹脂の塗布量は、０.１〜５.０ｇ／ｍ²であることが好ましく、０.２〜３.０ｇ／ｍ²であることがより好ましい。カチオン性樹脂の塗布方法には特に制限はなく、製紙工程中にサイズプレス等で塗布する方法、また、いったん巻き取った用紙を塗工機にかけ、エアーナイフコーター、ロールコーター、メタリングバーブレードコーター、グラビアコーター等の方法で塗布することができる。塗工液には、必要に応じて、表面サイズ剤、表面紙力増強剤、消泡剤、染料、顔料、流動性改良剤等の薬剤を添加することができる。
本発明のインクジェット記録用紙は、インクジェット記録のためのインク受理層を設けることなく、抄紙段階で紙層内に填料を内添することにより、インクの吸収性及び乾燥性を付与したものであり、インクジェット記録のみならず、電子写真方式、熱転写方式、オフセット印刷など多くの記録方式に共用することができる。
【０００９】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
広葉樹クラフトパルプＬＢＫＰと針葉樹晒クラフトパルプＮＢＫＰを８０／２０（重量比）に混合した木材パルプ１００重量部を３８°ＳＲに叩解し、内添填料としてタルクと酸化チタンの７０／３０（重量比）の混合物を１３重量部、サイズ剤として強化ロジンを０.２重量部、硫酸バンド１.７５重量部、カチオン化澱粉０.９重量部を添加してパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーを長網抄紙機で抄紙した。得られた用紙に、サイズプレスでカチオン性樹脂としてアリルアミン共重合体系樹脂を片面当たり固形分として１ｇ／ｍ²塗布し、坪量８１.４ｇ／ｍ²のインクジェット記録用紙を得た。
得られた記録用紙のコッブ法による吸水度は２４ｇ／ｍ²であり、紙中の灰分率は９.３重量％であった。
実施例２
内添填料として水酸化アルミを３０重量部添加し、硫酸バンドの添加量を２.０重量部、カチオン化澱粉の添加量を１.０重量部とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェット記録用紙を得た。得られた記録用紙のコッブ法による吸水度は２９ｇ／ｍ²であり、紙中の灰分率は１２.８重量％であった。
実施例３
内添填料としてタルクとシリカの６５／３５（重量比）の混合物を１８重量部添加し、サイズ剤としての強化ロジンの添加量を０.５重量部、硫酸バンドの添加量を２.０重量部とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェット記録用紙を得た。得られた記録用紙のコッブ法による吸水度は２１ｇ／ｍ²であり、紙中の灰分率は１３.５重量％であった。
比較例１
広葉樹クラフトパルプＬＢＫＰと針葉樹晒クラフトパルプＮＢＫＰを８０／２０（重量比）に混合した木材パルプ１００重量部を３８°ＳＲに叩解し、内添填料としてタルクと酸化チタンの７０／３０（重量比）の混合物を８０重量部、サイズ剤として強化ロジンを０.３重量部、硫酸バンド２.５重量部、カチオン化澱粉１.０重量部を添加してパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーを長網抄紙機で抄紙した。得られた用紙に、サイズプレスでアルキルケテンダイマー系のサイズ剤を片面当たり固形分として０.２ｇ／ｍ²塗布し、坪量８１.４ｇ／ｍ²の記録用紙を得た。
得られた記録用紙のコッブ法による吸水度は１１ｇ／ｍ²であり、紙中の灰分率は５２.２重量％であった。
比較例２
比較例１と全く同様にして抄紙した用紙に、サイズプレスで酸化澱粉を片面当たり固形分として２ｇ／ｍ²塗布し、坪量８１.４ｇ／ｍ²の記録用紙を得た。得られた記録用紙のコッブ法による吸水度は３６ｇ／ｍ²であり、紙中の灰分率は５１.４重量％であった。
比較例３
内添填料を添加しないこと以外は、実施例１と全く同様にして記録用紙を得た。得られた記録用紙のコッブ法による吸水度は２１ｇ／ｍ²であり、紙中の灰分率は０.８重量％であった。
比較例４
サイズ剤を添加しないこと以外は、実施例１と全く同様にして記録用紙を得た。得られた記録用紙のコッブ法による吸水度は１１０ｇ／ｍ²であり、紙中の灰分率は１０.１重量％であった。
比較例５
インク受理層塗工タイプのインクジェット記録用紙を用いて評価を行った。用いたインクジェット記録用紙は、マットコートＫＬ７３.５ｇ／ｍ²［三菱製紙(株)］である。この用紙のコッブ法による吸水度は５０ｇ／ｍ²である。
実施例１〜３及び比較例１〜５の記録用紙について、以下の評価を行った。
（１）インクジェット方式
プリンターＭＪ−７００Ｖ２Ｃ（ＥＰＳＯＮ）を用いて、ドットの形状及びインク乾燥性を評価した。
（２）電子写真方式
プリンターＬＡＳＥＲＳＨＯＴＡ４０４ＧII（キヤノン）を用いて、トナー受理性及びトナー密着性を評価した。
（３）熱転写方式
プリンターＰＣ−ＰＲ２０１ＴＨ（ＮＥＣ）を用いて、リボン転写性及びリボン密着性を評価した。
（４）オフセット印刷
小森ディスロン４０［(株)小森コーポレーション製］４色機を用いて、印刷性の評価を行った。
結果を第１表に示す。
【００１０】
【表１】

【００１１】
実施例１〜３の本発明のインクジェット記録用紙は、インクジェット方式のドットの形状及びインク乾燥性に優れているばかりでなく、電子写真方式、熱転写方式及びオフセット印刷のすべてにおいて優れた性能を有している。
紙中の灰分率が大きく、コッブ法による吸水度が小さい比較例１の記録用紙は、インクジェット方式においてインクドットの形状は良好であるが、インク乾燥性に劣り、カチオン性樹脂を塗布しているにもかかわらずインクの耐水性に劣り、電子写真方式においても、熱転写方式においても、転写性と密着性に劣り、実用に供しがたい。
比較例２の記録用紙は、比較例１の記録用紙と同様灰分率が高いが、コッブ法による吸水度が大きく、インクジェット方式においては、ドットの形状、インク乾燥性は良好であるが、インクのしずみが生じ印字濃度が低くなる。更に、表面塗工樹脂が酸化澱粉のため、印字後のインクの耐水性に劣る。また、電子写真方式及び熱転写方式においては、転写性、密着性に劣り、実用に供しがたい。
比較例３の記録用紙は、灰分率が小さいため、インクジェット方式においては、ドットの形状が崩れ、また、インクの乾燥性に劣る。しかし、電子写真方式及び熱転写方式においては優れた適性を有する。
比較例４の記録用紙は、コッブ法による吸水度が大きいため、インクジェット方式においてはドット形状、インクの乾燥性等良好であるが、水性ペンでの筆記性に難がある。電子写真方式及び熱転写方式では、いずれも良好な性能を示す。
比較例５の記録用紙は、インク受理層を形成しているため、インクジェット方式では優れた特性を示す。インク受理層があるため、熱転写方式、電子写真方式での転写性、密着性に劣る。特に、オフセット印刷においては、表面インク受理層の強度が弱く、表面剥けが発生し、印刷汚れとなった。
【００１２】
【発明の効果】
本発明のインクジェット記録用紙は、従来のインクジェット記録紙のように表面コートによるインク受理層を設けることなく、良好なインクジェット適性を備えているので、上質紙の風合を保持し、電子写真方式、熱転写方式、一般印刷方式にも対応が可能である。

Claims

基紙の表面にインクを受理するための顔料コート層がないインクジェット記録用紙であって、少なくとも、填料、サイズ剤、硫酸バンド、カチオン性樹脂を含有するパルプスラリーより抄紙され、３級アミン又は４級アンモニウム塩を含むカチオン性樹脂を０ . １〜５ . ０ｇ／ｍ ² 塗布し、紙中の灰分率が５〜４０重量％であり、コッブ法による吸水度が１６〜１００ｇ／ｍ²であり、電子写真方式、熱転写方式又はオフセット印刷方式の記録紙にも使用可能なことを特徴とするインクジェット記録用紙。
カチオン性樹脂がカチオン化澱粉であり、その添加量がパルプ固形重量に対して０.１〜３.０重量％である請求項１記載のインクジェット記録用紙。