JP3724820B2

JP3724820B2 - インクジェット記録方法

Info

Publication number: JP3724820B2
Application number: JP27498893A
Authority: JP
Inventors: 隆上野; 義雄吉田; 良弘黒山; 良文飯森
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1993-10-06
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JPH07101143A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット記録方法に関し、特にプレーンペーパー等の非塗工紙に高印字品質の記録をするためのインクジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
インクジェット記録方式は、種々の機構によりインクの小滴を吐出し、記録用紙上に付着させることによりドットを形成し記録を行うものであり、ドットインパクトタイプの記録方式に比べて騒音がない上、フルカラー化が容易であり、高速印字が可能であるなどの利点がある。
【０００３】
しかしながら、インクジェット記録においては、使用するインクと紙のマッチングが重要であり、このマッチングが不適切であると、インクがにじんだりインク濃度が低下して高品位の画像を得ることができず、また、インクの吸収速度が遅くなって高速記録に適さなくなったり、フルカラー化が困難となる。
そこで、従来、インクジェット記録用紙としては、原紙の表面にインクの吸収を促進することのできる顔料を含有した記録層を設ける、いわゆる塗工紙が専用紙として使用されている。
【０００４】
しかしながら、この塗工紙は専用紙であるために高価であるため、安価な非塗工紙を使用して、高品質のインクジェット記録を得ることが望まれていた。
そこで、非塗工紙タイプのインクジェット記録用紙として、表面サイズ剤（澱粉、ポリビニルアルコール、スチレン−アクリル系樹脂）等を添加したり、原紙に使用するパルプの叩解度を高くした記録紙が開発されている。
【０００５】
しかしながら、例えば表面サイズ剤を過剰に添加することによってインクのにじみを抑えた非塗工紙の場合には、インクの吸収速度が低下し、叩解度を高くすることによってにじみを減少させた非塗工紙の場合には、不透明性が低下したり、地合が悪化する等の欠点があり、多色のインクジェット記録に適応することが困難であるのみならず、単色のインクジェット記録に対しても、十分に満足することのできる品質の記録を得ることはできなかった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、表面サイズ剤の種類やその添加量を変更することにより、更に改善したインクジェット記録用紙を提案をした（特願平４−２８６８７４号、特願平４−３５６１３７号）。
しかしながら、インクジェットプリンター用のインクはメーカーや機種によって異なるため、その物性値も様々である。従って、ある機種、あるインクに対して良好な記録用紙であっても、他の機種やインクに対しては良好でないという場合が多々存在する。
【０００７】
また、普通紙（非塗工紙）対応のカラーインクジェットプリンターに対するニーズが高まるに伴ってインクの吸収性がより重要となるので、インクの吸収性を良好なものとするために、記録インクの表面張力を低下させる傾向にある。しかしながら、記録インクの表面張力が低い領域では、記録紙にサイズ剤を添加する等の従来の方法だけでは、インクのにじみ（ドット形状の悪化）を防止することができず、新たな対応が模索されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、非塗工紙を用いて、インクジェット記録によって良好な多色記録を得るために鋭意検討した結果、インクジェット記録用紙の臨界表面張力と記録インクの表面張力との間に一定の関係を持たせた場合には、高い品質の多色記録が得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
従って、本発明の第１の目的は、非塗工タイプの記録紙を用いて、インク（ドット）のにじみが少なく、高い品質の記録を得ることができるインクジェット記録方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、非塗工タイプの記録紙に、良好な多色記録を迅速に行うためのインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決する手段】
本発明の上記の諸目的は、原紙の表面に顔料を３ｇ／ｍ ^２以上含有する塗工層を有しない非塗工紙にインク滴を施すインクジェット記録方法であって、前記インク滴の表面張力γ_１が約２４≦γ_１≦７０ｄｙｎ／ｃｍであると共に、表面張力γ_１が約２４〜４０ｄｙｎ／ｃｍの範囲であるインクに対して、前記非塗工紙の臨界表面張力γｃが約２２≦γｃ≦１．６（γ_１−２４）^１／２＋２２ｄｙｎ／ｃｍの範囲であり、表面張力γ_１が約４０〜７０ｄｙｎ／ｃｍの範囲にあるインクに対しては、臨界表面張力γｃが約（γ_１−４０）^１／２＋２２≦γｃ≦１．６（γ_１−２４）^１／２＋２２ｄｙｎ／ｃｍの範囲であることを特徴とするインクジェット記録方法により達成された。
【００１１】
本発明において、非塗工紙とは、原紙の表面に顔料を３ｇ／ｍ²以上含有する塗工層を有しない紙を意味する。
本発明のインクジェット記録方法に使用されるインクは、水、又は水と水溶性有機溶剤の混合物を溶媒とし、必要に応じて界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤等が添加された公知のものの中から適宜選択して使用することができるが、本発明においては、特にその表面張力γ₁が、約２４〜７０ｄｙｎ／ｃｍの範囲のものを使用する（図１参照）。
【００１２】
記録インクの表面張力が２４ｄｙｎ／ｃｍ未満となると、インクのにじみを抑えることが困難となり、７０ｄｙｎ／ｃｍを超えると、インクの乾燥性が不十分となる。
【００１３】
本発明においては、特に、表面張力が約２４〜４０ｄｙｎ／ｃｍのインクを用いる場合には、記録面の臨界表面張力が、約２２〜１．６（γ_１−２４）^１／２＋２２ｄｙｎ／ｃｍの記録紙に記録し、表面張力が約４０〜７０ｄｙｎ／ｃｍのインクを用いる場合には、臨界表面張力が約（γ_１−４０）^１／２＋２２〜１．６（γ_１−２４）^１／２＋２２の範囲にある記録紙を使用することにより、インクの吸収性（乾燥性）を適正なものとする。
上記の範囲は、ジスマン（Ｚｉｓｍａｎ）プロットに基づいて作成した図１における斜線部で表される。
【００１４】
本発明における記録インクの表面張力及びインクジェット記録用紙の臨界表面張力は、いずれも公知の測定手段によって適宜測定することができる。
例えば、記録インクの表面張力は、協和界面化学株式会社製の自動界面張力計（ＰＤ−Ｚ型）で測定することができ、記録用紙の臨界表面張力は、同社の自動接触角計（ＣＤ−Ｚ型）で測定することができる。尚、ここでいう接触角とは液体（液量４μｌ）滴下２秒後の値である。
【００１５】
インクジェット記録用紙の基紙は、少なくとも９８〜８０重量％の木材パルプ及び２〜２０重量％の填料を含有するものが好ましい。填料としては、炭酸カルシウム、シリカ、クレー、タルク、カオリナイト、酸化チタン、プラスチックピグメント等を使用することができる。上記材料の他に、更に、公知の内添サイズ剤、歩留まり向上剤、紙力増強剤等を必要に応じて添加することができる。
【００１６】
記録面の臨界表面張力を調整する手段としては、例えば表面サイズ剤を用いる方法がある。この場合の表面サイズ剤としては、高級脂肪酸系、スチレン−アクリル系、スチレン−マレイン酸系、ポリアクリルアミド系の樹脂や、石油系樹脂等を目的に応じて使用することができる。
本発明においては、これらの中でも、インクにじみ抑制の観点から、高級脂肪酸系カチオンサイズ剤を特に好ましく使用することができる。
インクジェット記録用紙を製造するために、原紙に塗工する塗工液には、上記表面サイズ剤の他に、親水性樹脂（澱粉、ポリビニルアルコール等）、消泡剤、水溶性アルカリ性塩、染料定着剤、流動変性剤、染料等も適宜添加される。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のインクジェット記録方法によれば、非塗工タイプの記録用紙を使用するにもかかわらず、インクの乾燥速度を遅くすることなく、インク（ドット）のにじみを最小限に抑えることができるため、高い解像度で極めて高品質の画像を高速で記録することができるのみならず、フルカラー記録も容易である。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００１９】
実施例１〜５及び比較例１〜７
（１）記録用インク
下記の割合で混合した溶媒中に、色素（Ｃ．Ｉ．フードブルー２）が２ｍＭとなるように加えて調製した、３種類のインクを使用した。
・記録インク（表面張力：６９．５ｄｙｎ／ｃｍ）
脱イオン水１００重量部
グリセリン５重量部
【００２０】
▲２▼記録インク（表面張力：４９．７ｄｙｎ／ｃｍ）
脱イオン水９５重量部
イソプロピルアルコール５重量部
グリセリン５重量部
▲３▼記録インク（表面張力：３１．５ｄｙｎ／ｃｍ）
脱イオン水８０重量部
イソプロピルアルコール２０重量部
グリセリン５重量部
【００２１】
（２）記録用紙
記録用紙▲１▼
ＬＢＫＰ（ｃ．ｓ．ｆ．３５０ｍｌ）８５重量部、カオリナイト１５重量部、硫酸アルミニウム０．２重量部及びアルケニルコハク酸無水物系サイズ剤（商品名：サイズパインＳＡ−８５０、荒川化学工業株式会社製）０．０２重量部を配合して、坪量６４ｇ／ｍ²の上質紙を抄紙した。
【００２２】
得られた上質紙表面に、サイズプレスを用いてポリビニルアルコール（商品名：ゴーセノールＮ−３００、日本合成化学株式会社製）１．０重量％、サイズ剤（商品名：ポリマロン３６０、荒川化学工業株式会社製）０．１重量％及びリン酸二水素ナトリウム０．２重量％を含有する水溶液を塗工してインクジェット記録用紙を得た。
【００２３】
記録用紙▲２▼
記録用紙▲１▼で抄紙した上質紙表面に、サイズプレスを用いて、ポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ株式会社製）１．０重量％、サイズ剤（商品名：ＢＬＳ−７２０、ミサワセラミック株式会社製）０．５重量％及びリン酸二水素ナトリウム０．２重量％を含有する水溶液を塗工してインクジェット記録用紙を得た。
【００２４】
記録用紙▲３▼
記録用紙▲１▼で抄紙した上質紙表面に、サイズプレスを用いて、酸化澱粉（商品名：エスサンサイザー７００、味の素株式会社製）１．０重量％、サイズ剤（商品名：バソプラスト２５０Ｄ、バスフ株式会社製）０．０１重量％及びリン酸水素二ナトリウム０．２重量％を含有する水溶液を塗工してインクジェット記録用紙を得た。
【００２５】
記録用紙▲４▼
記録用紙▲１▼で抄紙した上質紙表面に、サイズプレスを用いてポリビニルアルコール（ゴーセノールＮ−３００）１．０重量％及びリン酸水素二ナトリウム０．２重量部を含有する水溶液を塗工してインクジェット記録用紙を得た。
【００２６】
記録用紙▲５▼
ＬＢＫＰ（ｃ．ｓ．ｆ．３５０ｍｌ）９４重量部、カオリナイト６重量部、硫酸アルミニウム０．２重量部及びアルケニルコハク酸無水物系サイズ剤（商品名：サイズパインＳＡ−８５０、荒川化学工業株式会社製）０．０２重量部を配合して、坪量６４ｇ／ｍ²の上質紙を抄紙した他は、記録用紙▲１▼と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００２７】
（３）記録評価
カラーインクジェットプリンター（商品名：ＩＯ−７２５、シャープ株式会社製）及び前記３種類のインクを用いて記録し、下記のようにしてその評価を行った。その結果を表１に示す。尚、記録濃度はマクベス濃度計ＲＤ−５１４を用いて反射濃度を測定した。
【００２８】
ドット形状
ドットの形状を顕微鏡を用いて観察した。○印は形が良好でにじみも少ないこと、△印は円形が崩れていること、及び、×印は形が悪くにじみが多いことを、それぞれ示す。
【００２９】
インクの乾燥性
インクの乾燥性は、ベタ混色部（マゼンダ＋イエロー）を記録後に手で擦ってもインク汚れが生じなくなる迄の時間（乾燥時間）によって評価した。○印はインク乾燥時間が２秒未満であること、△印はインク乾燥時間が２秒以上５秒未満であること、及び、×印はインク乾燥時間が５秒以上であることを、それぞれ示す。
【００３０】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】記録紙の臨界表面張力（γ_c）と記録インクの表面張力（γ₁）との関係における、本発明のインクジェット記録方法の範囲を示すグラフである。

Claims

原紙の表面に顔料を３ｇ／ｍ ^２以上含有する塗工層を有しない非塗工紙にインク滴を施すインクジェット記録方法であって、前記インク滴の表面張力γ_１が約２４≦γ_１≦７０ｄｙｎ／ｃｍであると共に、表面張力γ_１が約２４〜４０ｄｙｎ／ｃｍの範囲であるインクに対して、前記非塗工紙の臨界表面張力γｃが約２２≦γｃ≦１．６（γ_１−２４）^１／２＋２２ｄｙｎ／ｃｍの範囲であり、表面張力γ_１が約４０〜７０ｄｙｎ／ｃｍの範囲にあるインクに対しては、臨界表面張力γｃが約（γ_１−４０）^１／２＋２２≦γｃ≦１．６（γ_１−２４）^１／２＋２２ｄｙｎ／ｃｍの範囲であることを特徴とするインクジェット記録方法。