JP3778577B2

JP3778577B2 - Inkjet recording sheet

Info

Publication number: JP3778577B2
Application number: JP16663893A
Authority: JP
Inventors: 進小川; 季明妹尾
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: JPH0717125A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット記録シートに関するものであり、特に、シート表面のうねりを抑制し、インク吸収ムラを回避した高品位の画質であり、さらに高湿度環境下における水分付着に起因するドット径の肥大を回避したインクジェット記録シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、種々の作動原理によりインクの微小液滴を飛翔させて紙などの記録シートに付着させ、画像・文字など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−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於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る。又、作成部数が少なくて済む用途に於いては、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。
【０００３】
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、通常の印刷や筆記に使われる上質紙やコーテッド紙を使うべく、装置やインク組成の面から努力が成されてきた。しかし、装置の高速化・高精細化あるいはフルカラー化などインクジェット記録装置の性能の向上や用途の拡大に伴い、記録シートに対してもより高度な特性が要求されるようになった。即ち、当該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印字ドットが重なった場合に於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の高い画像再現性が要求される。
【０００４】
このような要求に対して、従来からいくつかの提案がなされてきた。例えば、支持体表面にシリカ系顔料を主成分とした空隙層となるインク受理層を設けて、インク吸収性を向上させる工夫がなされてきた（特開昭52-9074号公報、同58-72495号公報等）。このインク受理層によってインク吸収性を上げ、高い印字ドット濃度やインク滲みがない印字ドットを得るために、特開昭55-51583号公報及び特開昭56-157号公報には、非膠質シリカ粉末を配合する提案がある。また、色彩性や鮮明性はインク中の染料のインク受理層に於ける分布状態にあることに着目し、染料成分を吸着する特定の剤を用いる提案（特開昭55-144172号公報）もなされてきた。
【０００５】
しかし、インク受理層が１〜１０ｇ／m²程度の低塗工量の場合は、印字されたインクは、インク受理層のみで受容することが出来ず、支持体にもインク吸収性が必要となる。このことから、支持体は低サイズの特性が必要となるが、低サイズ度の支持体を用いるとインク吸収性は良いものの、インクが支持体の厚さ方向に深く浸透して裏抜けの問題が生じる。さらには、インクが支持体の面方向に拡散して鳥の羽状にギザギザしたフェザリング（Feathering）と呼ばれる不均一なドット形状の発生がある。
【０００６】
このことから、インク受理層の塗工量を増大させ、インク受理層のみでインクを吸収する必要がある。しかし、インクの浸透をインク受理層で抑える目的で、塗工量を増やしてインク吸収性を高めると、裏抜けやフェザリングの発生は抑制できるが、インク受理層の接着性低下や粉落ちが生じやすくなることから、塗工量を安易に増やすことは出来ない。
【０００７】
さらに、支持体表面にインク受理層を設ける塗工工程に於いて、インク受理層塗被組成物中のバインダーや溶媒（主に水）が支持体中に浸透したり、乾燥工程に於いてはインク受理層表面にバインダーが移動したりする。その結果、インク受理層の面方向と厚さ方向のバインダー分布の不均一化が進み、インク吸収も不均一となる問題が生じる。さらに、インク受理層内の不均一性は、バインダー分布のみならず、密度ムラに起因するものもあり、インク受理層の密度を一定にすることが良く、支持体の密度も一定にすると、さらに均一なインク吸収性が得られる。不均一なインク吸収性は、印字濃度ムラの発生や複数のインクで構成される画像においては、インクの混色程度が変化し、鮮鋭性や色彩性を異ならせることになる。特に、不均一なインク吸収性に伴い、ドット径サイズが部分的に異なるため、ハイライト部では、画像が斑となり、画像の品位を大きく低下させることになる。
【０００８】
このことから、支持体のサイズ性をコントロールしたり、塗工時の乾燥工程では、乾燥負荷量をコントロールする試みが多く行われているのが現状である。また、密度ムラ解消のために、支持体やインク受理層の質量分布を均一化する努力が行われているが、完全に均一な質量分布は得られていない。このため、支持体やインク受理層の厚さをそれらの質量変動に合致させ、密度を一定にすることが好ましいが、現状ではかなり難しい技術である。現状の技術で、より均一な密度を得ようとすると、かなり厚さを減少させる必要がある。しかし、同時に密度が上昇するため、インク受理層のバインダー分布の不均一性を強調させ、逆にインク吸収性の不均一化を促進させることになる。
【０００９】
また、密度の上昇は、インク受理層や支持体の空隙量が減らすことになるから、インク受理層や支持体へのインクの浸透が遅れ、インクが未乾燥となり、インクが重なるドット印字される重色部では、ドット周辺にインクが溢れたり、インクジェット記録装置内でのシートの搬送中に、搬送装置周辺の機器と接触して、ドットが擦れ、地汚れと呼ばれるドットの擦れ汚れが発生して、美観を損ねる画像となる。さらに、インクジェット記録方式の普及により、インクジェット記録シートの使用される環境も多様化し、高湿度環境下でも使用され、その場合には、水分付着によるインクの滲み出し或いはインクの流出が生じて、画像品位を大きく低下させることも問題となってきている。
【００１０】
一方、近年のビジュアル化指向の高まりは、高い印字濃度や良好なインク吸収性の確保のみならず、シートに発生するうねりの回避に対する要求も高い。シートのうねり発生は、美観を損ねるばかりでなく、印字後においては、印字濃度が客観的に評価された値よりも低く、主観的には見えるため、色彩性の低下が生じたことと同じ意味となる。従って、このうねりの発生を取り除いたインクジェット記録シートの要求も高い。このうねりの発生は、支持体が既に潜在的に持っている場合、塗層を設けた際に生じる場合、印字後に発生する場合があり、インクジェット記録シートの配合や製造方法により、それらの対策を行っているが、コートタイプのインクジェット記録シートにおいては、特に塗層を設けた際に生じるうねりの発生を回避することは難しいのが現状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
かかる現状に鑑み、本発明の目的は、インク吸収性が均一であり、さらにはシート表面に発生するうねり、高湿度環境下で発生するドット径の肥大を回避したコートタイプインクジェット記録シートを得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、インクジェット記録シートについて、種々の検討を重ねた結果、該記録シートの塗層を特定の顔料を主体とする組成物により構成し、さらに特定のカレンダー装置で該塗層をカレンダー処理することによって、インク吸収性が均一で、シート表面に発生するうねりの回避が可能であり、さらには水分付着に起因するドット径の肥大を抑制し、本発明の目的が完成に至ることを見い出した。
即ち、本発明は、支持体上に、１層以上の塗層が設けられたインクジェット記録シートにおいて、該記録シートの最表層が、カチオン性コロイド粒子を主体とする組成物からなるインク定着層であり、且つ該インク定着層を塗設後に、該インク定着層が、表面温度が１００〜３００℃に加熱された金属ロールとＪＩＳＺ２２４６規定のショア硬度でＨｓ７０以上の合成樹脂ロールからなるカレンダー装置により、該金属ロールに接触させるようカレンダー処理されてなるものであることを特徴とするインクジェット記録シートを提供するものである。
【００１３】
以下、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。
本発明のインクジェット記録シートは、最表層の塗層（以下、インク定着層と略す）に、インク中の染料成分の殆どを定着させる機能を持たせ、さらに特定のカレンダー処理により、該最表層の空隙の減少を軽減させて、インク中の溶媒成分を吸収させる機能も付随させたインクジェット記録シートである。
【００１４】
一般に、多孔性合成非晶質シリカ、多孔性炭酸非晶質マグネシウム等の多孔性無機顔料からなる塗層を支持体上に塗設し、インク定着性とインク吸収性を両立したインクジェット記録シートが製造されている。又、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により、該染料定着剤が、インク中の染料成分である−ＳＯ₃Ｎａ基、−ＳＯ₃Ｈ基、−ＮＨ₂基等と反応して水に不溶な塩を形成し、耐水性を確保する対策も行われているが、水分付着によるインクの滲み出しについては、該染料成分と未反応の該染料定着剤の溶解が生じるために、回避することは難しい。
【００１５】
しかし、本発明に示すように、カチオン性コロイド粒子を主体とする塗層は、インク定着能を有し、また、該塗層を加熱された金属ロールと合成樹脂ロールからなるカレンダー装置により処理することにより、該塗層の空隙の低下を抑制するために、インク吸収能を付加させることが可能であり、インク吸収ムラの発生を回避することができる。また、該粒子自身の溶解が伴わないために、水分付着によるインクの滲み出しの点にも優れる。特に、該塗層に隣接して、インク中の溶媒成分を吸収する層を設けると、該記録シートの最表層でインク中の染料成分を定着させ、隣接する層にインク中の溶媒成分を吸収させることができるので好ましい。
【００１６】
本発明に係るカチオン性コロイド粒子とは、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、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、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ー26959号公報に開示されているように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。
【００１７】
該コロイド粒子は、それ自身に接着能を有しているが、要求される塗層強度に合わせて、該インク定着層に接着剤を用いることができる。接着剤としては、後述する接着剤の内、ノニオン性又はカチオン性接着剤、或いはノニオン化又はカチオン化修飾された接着剤が好ましく、配合量としては、該インク定着層を構成する顔料１００重量部に対して、２〜５０重量部であり、２重量部未満では、折り割れ強度の低下が顕著となり、５０重量部を超えると支持体へのインク吸収性を低下させるために、インクジェット記録装置の種類によっては、インク溢れが生じたり、該インク定着層におけるインク定着性を阻害する場合がある。
【００１８】
該インク定着層は、該コロイド粒子が、０．５g/m²以上となるように塗設することにより、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従来公知の顔料を適用することも可能である。塗設量は、該記録シートの風合いにも関係しており、コート紙の風合いが望まれる場合には、該インク定着層の塗設量を増やすことによりその風合いを得ることが可能となる。又、原紙や一般紙の風合いを得るために、塗設量を減じる必要がある場合、或いは色彩性のコントロールを目的にして、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。
【００１９】
更に、該インク定着層には、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。
【００２０】
又、本発明に係るインクジェット記録シートは、該インク定着層に隣接して支持体との間に、従来公知の顔料及び接着剤を主成分とした塗層（以下、インク吸収層）を設けることにより、インク吸収性が付加されるため、本発明の効果をさらに高めることが可能となる。
【００２１】
該インク定着層又はインク吸収層を設ける際に、塗工又は含浸する装置としては、各種ブレードコータ、ロールコータ、エアーナイフコータ、バーコータ、ロッドブレードコータ、カーテンコータ、ショートドウェルコータ、サイズプレス、スプレー等の各種装置が挙げられ、それらをオンマシン或はオフマシンで用いることができる。又、塗工又は含浸後には、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を用いて仕上げても良い。又、熱可塑性樹脂で該バリアー層を設ける際には、一般にラミネータが用いられる。
【００２２】
本発明に係るカレンダー装置は、少なくとも１組以上の金属ロールと合成樹脂ロールを有するものであって、多段で処理してもよい。
【００２３】
本発明に係るカレンダー処理に於いて、インク定着層塗設面と金属ロール面を接触させる必要がある。また、カレンダー処理時の金属ロールの表面温度は、かなりカレンダー処理後の該記録シートの密度ムラに関係しており、高温処理の方が密度ムラの発生を軽減できるために好ましい。カレンダー処理速度や線圧によって異なるが、金属ロールの表面温度は、１００℃以上が好ましいが、３００℃を超えるとブラックニングと称される該記録シートの白色度の低下が生じることもあるため、適温としては、１００〜３００℃である。又、金属ロールには、炭素鋼材質が多く使用されるが、材質は特に限定されるものでない。さらには、セラミックやクロム等を溶射して、ロール表面を保護しても構わない。
【００２４】
また、合成樹脂ロールの材質としては、ウレタン系、エボナイト系、ナイロン系、アラミド系等の合成樹脂が用いられ、硬度としては、ＪＩＳＺ２２４６規定のショア硬度でＨｓＤ７０以上が好ましい。該硬度が、ＨｓＤ７０未満では、合成樹脂ロールが軟らかいために、線圧を上げる必要があり、インク溢れの問題が生じる場合がある。合成樹脂ロールは、中央部が鉄芯、表層部が上記材質の合成樹脂層から構成されるが、合成樹脂層が多層となっていても構わない。
【００２５】
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。
【００２６】
又、支持体としては、上記の原紙上にポリオレフィン樹脂層を設けても良いし、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、ポリウレタン等の合成樹脂やこれらの混合物のフィルム材や、該合成樹脂を繊維化して成型したシートへの適用も可能である。
【００２７】
本発明に用いられる支持体、又はインク定着層のカチオン性コロイド粒子と併用する顔料、インク吸収層には、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、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、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、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。
特に、インク吸収層には、多孔性無機顔料が好ましく、多孔性合成非晶質シリカ、多孔性炭酸マグネシウム、多孔性アルミナが挙げられる。又、カール適性を付与するために、支持体を挟んだインク定着層の反対面にバックコート層を塗設することも可能であり、その際の顔料としては、平板状顔料や加水ハロイサイトが好ましい。
【００２８】
また、接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、酸化澱粉、エーテル化澱粉、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、シリル変性ポリビニルアルコール等；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、アクリル酸及びメタクリル酸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；或いはこれらの各種重合体のカルボキシル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系等の水性接着剤；ポリメチルメタクリレート、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が挙げられ、１種以上で使用される。
【００２９】
さらに、その他の添加剤として、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。
【００３０】
本発明で云う水性インクとは、下記の着色剤、液媒体、その他の添加剤からなる記録液体である。
着色剤としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料或は食品用色素等の水溶性染料が挙げられる。
【００３１】
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が好ましい。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。
【００３２】
本発明におけ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、染顔料など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、合成紙など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ット記録シート、光重合型モノマー及び無色また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などが挙げられる。
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拡っていく。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。また、支持体を挟んで該インク定着層が設けられた反対面に、粘着剤層を塗設して、ラベル用途に適用するすることも可能である。
【００３３】
【作用】
カチオン性コロイド粒子を主体とする組成物からなるインク定着層は、インクを表層で捕獲するために、印字濃度の高い画像が得られる。また、高湿度環境下で問題となる印字部に水分が付着して発生するインクの滲み出しは、一般に適用されているカチオン性染料定着剤を含む塗層よりも少なく、耐水性が確保されたインクジェット記録シートが得られる。
【００３４】
さらに、インクジェット記録シートの製造においては、インクジェット記録装置内での搬送性を確保するために該記録シートの平滑性の調整を目的に、或いは製造中に生じる乾燥シワの除去を目的に、スーパーカレンダーと呼ばれる金属ロールとコットン材などの比較的硬度の低い弾性ロールを複数組み合わせたカレンダー装置や金属ロールと金属ロールを複数組み合わせたマシンカレンダーと呼ばれるカレンダー装置でカレンダー処理されてきた。しかし、これらの目的に対して、スーパーカレンダーの場合には、線圧を上げた処理条件が必要となり、インク吸収性の低下が生じ、マシンカレンダーの場合には、シートの厚さを一定にするため、潜在的に質量分布を有する木材パルプと顔料を主成分として構成される支持体では、該シートの密度ムラを強調させるために、インク吸収ムラの発生があり、本発明の目的の達成は難しい。しかし、スーパーカレンダー処理及びマシンカレンダー処理と比較して、合成樹脂ロールと金属ロールからなるカレンダー装置で処理すると、密度ムラが少なくインク吸収ムラが抑制され、さらに空隙の低下が少ないために、低密度の該シートが得られることから、インク吸収性にも優れたインクジェット記録シートが得られる。
【００３５】
又、コートタイプのインクジェット記録シートにおいて問題となる塗層を設けた際に生じるうねりは、塗層の塗工量ムラや乾燥ムラ、或いは支持体が吸水性を有している場合には、該支持体を含めた収縮により、発生する。このことから、このうねりを解消するために、塗工量プロファイル、乾燥プロファイルの均一化、製造時のテンションコントロール、カレンダー処理等が行われている。特に、カレンダー処理においては、該記録シートの厚さを制御できることから、うねりの原因である厚さ変動を最小にして、うねりの解消が図られるが、満足するうねりの解消を得るためには、一般的に使用されるスーパーカレンダーやマシンカレンダーのカレンダー装置では、かなり過酷なカレンダー処理条件を選択する必要がある。その結果、該記録シートの空隙が減少するために、インク吸収性が低下したり、該記録シートの密度ムラが助長されるために、インク吸収性の不均一化、即ち、インク吸収ムラが発生する。しかし、本発明に係るカレンダー処理では、相反する特性であるうねりとインク吸収ムラという特性を両立でき、うねりを解消すると共に、インク吸収ムラの発生も軽減できる。これは、該カレンダー処理により得られた該シートは、塗層表面付近を平滑化し、うねりの発生原因である厚さ変動が小さくなる一方で、塗層内部の空隙の減少を軽減できることに起因していると推測される。
【００３６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例をあげて説明するが、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重量部及び重量％を示す。
【００３７】
実施例１
支持体は、ＬＢＫＰ（濾水度４００ｍｌｃｓｆ）８０部とＮＢＫＰ（濾水度４８０ｍｌｃｓｆ）２０部から成る木材パルプ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２０部、市販アルキルケテンダイマー０．１０部、市販カチオン系アクリルアミド０．０３部、市販カチオン化澱粉１．０部、硫酸バンド０．５部を調成後、長網抄紙機で抄造し、坪量９０ｇ／m²の支持体を得た。
【００３８】
インク定着層は、支持体表面に設けた。インク定着層の組成物は、カチオン性コロイド粒子として、アルミナ水和物（カタロイドＡＳ−３；１次粒子径約１０ｎｍ：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）３０部を主成分とし、固形分濃度１０％となるように調液した。この塗液をエアーナイフコータを用いて、乾燥塗工量５g/m²となるように塗工し、乾燥後の水分が６％となるように乾燥した。
【００３９】
次いで、下記に示す条件の金属ロールと樹脂ロールからなるカレンダー装置を用いて、インク定着層が金属ロールに接触するように１ニップでカレンダー処理を行い、実施例１のインクジェット記録シートを得た。
金属ロールの表面温度：１５０℃
合成樹脂ロールのショア硬度：Ｈｓｄ９０
線圧：１５０kg/cm
速度：２００m/min
【００４０】
実施例２
支持体は、実施例１と同様に得た。インク定着層は、支持体上に設けた。インク定着層の塗被組成物は、カチオン性コロイド粒子として、酸化アルミニウム水和物によりカチオン変性した球状のカチオン性コロイダルシリカ（スノーテックス−ＡＫ３；１次粒子径１０〜２０ｎｍ：日産化学工業社製）１００部、接着剤として、実施例１にて用いたポリビニルアルコール３０部を主成分とし、固形分濃度１０％となるように調液した。この塗液をエアーナイフコータを用いて、乾燥塗工量３g/m²となるように塗工し、乾燥後の水分が６％となるように乾燥した。次いで、実施例１のカレンダー処理条件の内、表面温度を２００℃、線圧を１００kg/cmとした以外は実施例１と同様としてカレンダー処理を行い、実施例２のインクジェット記録シート得た。
【００４１】
実施例３
支持体は、スパンボンド法により、高密度ポリエチレン樹脂のペレットを加熱溶解し、先端に細孔を有するダイヘッドから繊維状に押し出した後、高速気流により繊維を伸長させて繊維径を約１〜２００μｍとし、繊維を配向、熱融着させて成形し、その後熱カレンダー処理して、ベック平滑度５７秒、坪量５６g/m²のシートとした。
【００４２】
インク定着層は、このシート表面に設けた。インク定着層の組成物、塗工条件、乾燥条件は、実施例１と同様とした。次いで、実施例２と同じ条件でカレンダー処理を行い実施例３のインクジェット記録シートを得た。
【００４３】
実施例４
支持体は、実施例１と同様に得た。インク定着層を設ける前に、この支持体上にインク吸収層を設けた。インク吸収層の組成物は、多孔性顔料として、合成非晶質シリカ（ファインシールＸ３７Ｂ：徳山曹達社製）１００部、接着剤として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１１７：クラレ社製）３０部を主体とし、固形分濃度１５％で調液し、乾燥塗工量５g/m²となるように、エアーナイフコータで塗工し、乾燥した。インク定着層は、このインク吸収層上に設けた。インク定着層は、実施例１と同じ組成物及び条件で設けた後、実施例１と同じ条件でカレンダー処理を行い実施例４のインクジェット記録シートを得た。
【００４４】
比較例１
支持体は、実施例１と同様に得た。この支持体上に以下の塗被組成物を設けた。塗被組成物は、カチオン性コロイド粒子を用いず、アニオン性コロイド粒子（スノーテックス４０；粒子径１５ｎｍ：日産化学工業社製）１００部、接着剤として、実施例１にて用いたポリビニルアルコール３０部を主成分とし、固形分濃度２０％となるように調液した。この塗液をエアーナイフコータを用いて、乾燥塗工量５g/m²となるように塗工し、乾燥後の水分が６％となるように乾燥した。次いで、実施例１と同様の条件でカレンダー処理を行い、比較例１のインクジェット記録シート得た。
【００４５】
比較例２
支持体は、実施例１と同様に得た。この支持体上に以下の塗被組成物を設けた。塗被組成物は、カチオン性コロイド粒子を用いず、多孔性合成非晶質シリカ（ファインシールＸ３７Ｂ：徳山曹達社製）１００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）２０部、実施例１にて用いたポリビニルアルコール３０部を主成分とし、固形分濃度１５％となるように調液した。この塗液をエアーナイフコータを用いて、乾燥塗工量５g/m²となるように塗工し、乾燥後の水分が６％となるように乾燥した。次いで、実施例１と同様の条件でカレンダー処理を行い、比較例２のインクジェット記録シート得た。
【００４６】
比較例３
支持体及びインク定着層は、実施例１と同様に得たが、カレンダー処理は行わず、比較例３のインクジェット記録シートを得た。
【００４７】
比較例４
支持体及びインク定着層は、実施例１と同様に得た。次いで、表面温度５０℃の金属ロールとコットンロールからなる４ニップ数のスーパーカレンダー装置を用いて、線圧１００kg/cm、速度２００m/minでカレンダー処理を行い、比較例４のインクジェット記録シートを得た。
【００４８】
比較例５
支持体及びインク定着層は、実施例１と同様に得た。次いで、比較例４のカレンダー処理条件の内、線圧のみを２００kg/cmに変更して、カレンダー処理を行い、比較例５のインクジェット記録シートを得た。
【００４９】
実施例１〜４及び比較例１〜５の評価結果を表１に示す。
尚、表１中の評価項目は、以下の方法で評価した。
【００５０】
（インク吸収ムラ）
インクジェットプリンター（ＢＪＣ８２０Ｊ：キヤノン社製）を用いて、シアンインクとイエローインクからなる２色（緑）のベタ印字を行い、このベタ印字部における光学反射濃度の変動係数を以下の手順で求めた。この変動係数が大きいとベタ印字部に斑が発生しており、インク吸収ムラの程度を測定することが可能である。実用上問題とならないインク吸収ムラは、この変動係数の値が０．５以下である。
・手順
予め、シアンフィルターにて、光学反射濃度が既知（ｄ＝０．５〜１．８）のキャリブレーションカードを８ビット階調に線形変換した画像解析装置にベタ印字部を入力し、このベタ印字部の平均階調（Ｌ_ave）と標準偏差（Ｌ_std）から変動係数（Ｌ_std／Ｌ_ave）を求める。ここで、画像解析装置における光学反射濃度ｄ＝０．５はゼロ階調値であり、ｄ＝１．８は２５５階調値、１画素当たり０．１mm²とした。
【００５１】
（シートのうねり）
各実施例及び比較例のサンプルを卓上に置き、各サンプルの表面に斜光を当てうねりの程度を以下の基準で評価した。
Ａ：うねりは認められない。
Ｂ：うねりは小さく、美観を損ねることはない。
Ｃ：うねりは大きく、美観を大きく損ねる。
実用上問題とならないのは、Ａ及びＢ評価である。
【００５２】
（耐水性）
水分付着によるドット径の肥大化率で評価を行った。
各実施例及び比較例のサンプルを２０℃・６５ＲＨ％の環境下に２４時間静置した後、インクジェットプリンター（ＢＪＣ８２０Ｊ：キヤノン社製）を用いて、ブラックインクでドットを印字し、同環境下に２４時間静置した。
次いで、下記の数１で算出される円相当径をドット径（Ｄ₆₅）として測定した後、各サンプルを４０℃・６０ＲＨ％の環境下に４８時間整置し、再び数１によりドット径（Ｄ₉₀）を測定した。
ドット径の肥大化率（Ｄ₉₀／Ｄ₆₅）は、１．０以上の値であり、耐水性を有するほど、１．０に近い値となる。
【００５３】
【数１】
Ｄ_i＝｛（４／π）×Ａ_i｝^1/2
ここで、Ｄiは、円相当径、Ａiは、ドットの実測面積、ｉは、測定された条件を示す変数（i＝65又は90）である。
尚、ドットの実測面積は、画像解析装置を用いて、光学顕微鏡によりドットを入力し、モード法により２値化処理を行い、測定した。
【００５４】
【表１】

【００５５】
表１から明らかなように、カチオン性コロイド粒子を主体とする組成物からなるインク定着層を設けた実施例１〜４及び比較例３〜５では、耐水性の優れることが示される。しかしながら、合成樹脂ロールと金属ロールからなるカレンダー装置でカレンダー処理していない比較例３〜５では、シートのうねりを解消することが難しく、うねり解消のためにカレンダー処理条件を過酷にすると、インク吸収ムラの発生の生じることが示される。また、比較例１及び２では、本発明に係るカレンダー装置の使用により、うねりが解消されていることが示される。
さらに、実施例１と２からは、木材パルプを主体とする組成物からなる支持体がインク吸収ムラの点で優れること、実施例１と４からは、支持体上にインク吸収層を設けるとさらにインク吸収ムラがすぐれることが示される。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のインクジェット記録シートによれば、画質及び品位の低下となるインク吸収ムラの発生を軽減し、シートのうねりを解消することができ、近年要求される水分付着によるドット径の肥大を抑制したインクジェット記録シートを得ることができる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an ink jet recording sheet, and in particular, it has high quality image quality that suppresses waviness on the sheet surface and avoids ink absorption unevenness, and further enlarges the dot diameter due to moisture adhesion in a high humidity environment. The present invention relates to an ink jet recording sheet that avoids the above.
[0002]
[Prior art]
Inkjet recording is a method of recording images, characters, etc. by ejecting micro droplets of ink by various operating principles and adhering it to a recording sheet such as paper. It has features such as easy recording pattern flexibility, no need for development and fixing, and is rapidly spreading in various applications as a recording apparatus for various figures and color images including Chinese characters. Further, an image formed by the multicolor ink jet method can obtain a recording that is inferior to that of multicolor printing by a plate making method or printing by a color photographic method. In applications where the number of copies to be produced is small, it is being applied widely to the field of full-color image recording because it is less expensive than that using photographic technology.
[0003]
Efforts have been made from the aspect of apparatus and ink composition to use high-quality paper and coated paper used for normal printing and writing as recording sheets used in this ink jet recording system. However, with the improvement of the performance of the ink jet recording apparatus such as higher speed, higher definition or full color of the apparatus and the expansion of applications, more advanced characteristics are required for the recording sheet. That is, the recording sheet has a high density of printed dots and a bright and vivid color tone, and the ink does not flow out or bleed even when the print dots overlap quickly and the print dots overlap. High image reproducibility is required such that the diffusion in the direction is not larger than necessary and the periphery is smooth and unblurred.
[0004]
Several proposals have been made for such a demand. For example, there has been devised to improve the ink absorbency by providing an ink receiving layer as a void layer mainly composed of a silica-based pigment on the surface of the support (Japanese Patent Laid-Open Nos. 52-9074 and 58-72495). Issue gazette). In order to increase the ink absorbability by this ink receiving layer and obtain a print dot having a high print dot density and no ink bleeding, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 55-51583 and 56-157 disclose non-glue. There are proposals for blending silica powder. Also, paying attention to the fact that the color and sharpness are distributed in the ink-receiving layer of the dye in the ink, a proposal using a specific agent that adsorbs the dye component (Japanese Patent Laid-Open No. 55-144172) is also available It has been done.
[0005]
However, the ink receiving layer is 1-10 g / m²When the coating amount is as low as possible, the printed ink cannot be received only by the ink receiving layer, and the support also needs to have ink absorbability. For this reason, the support needs to have low size characteristics, but if a low size support is used, the ink absorption is good, but the ink penetrates deeply in the thickness direction of the support and the problem of strikethrough occurs. Occurs. Furthermore, there is an occurrence of a non-uniform dot shape called “feathering” in which the ink diffuses in the surface direction of the support and is jagged in the shape of a bird feather.
[0006]
For this reason, it is necessary to increase the coating amount of the ink receiving layer and absorb the ink only by the ink receiving layer. However, increasing the coating amount and increasing the ink absorption for the purpose of suppressing ink penetration with the ink receiving layer can suppress the occurrence of back-through and feathering. Since it tends to occur, the coating amount cannot be easily increased.
[0007]
Further, in the coating process for forming the ink receiving layer on the support surface, the binder or solvent (mainly water) in the ink receiving layer coating composition penetrates into the support, or in the drying process. The binder moves to the surface of the ink receiving layer. As a result, the non-uniformity of the binder distribution in the surface direction and the thickness direction of the ink receiving layer advances, and the problem of non-uniform ink absorption arises. Further, the non-uniformity in the ink receiving layer is caused not only by the binder distribution but also by density unevenness, and it is preferable that the density of the ink receiving layer is constant, and if the density of the support is also constant, Uniform ink absorbability can be obtained. The non-uniform ink absorptivity causes the print density unevenness or the mixed color of the ink to change in an image composed of a plurality of inks, resulting in different sharpness and color. Particularly, since the dot diameter size is partially different due to non-uniform ink absorbability, the image becomes uneven in the highlight portion, and the quality of the image is greatly reduced.
[0008]
For this reason, many attempts have been made to control the size of the support or to control the drying load in the drying process during coating. In addition, efforts have been made to make the mass distribution of the support and the ink receiving layer uniform in order to eliminate density unevenness, but a completely uniform mass distribution has not been obtained. For this reason, it is preferable to make the thickness of the support and the ink receiving layer coincide with their mass fluctuations and to make the density constant, but this is a considerably difficult technique at present. In order to obtain a more uniform density with the current technology, it is necessary to reduce the thickness considerably. However, since the density increases at the same time, the non-uniformity of the binder distribution of the ink receiving layer is emphasized, and conversely, the non-uniformity of the ink absorption is promoted.
[0009]
In addition, the increase in density reduces the amount of voids in the ink receiving layer and the support, so that the penetration of the ink into the ink receiving layer and the support is delayed, the ink becomes undried, and dots are printed with overlapping ink. In the heavy color area, ink overflows around the dots, or when the sheet is transported in the inkjet recording device, the dots come into contact with the devices around the transport device and the dots are rubbed. It will be an image that detracts from the beauty. Furthermore, with the widespread use of ink jet recording methods, the environment in which ink jet recording sheets are used is diversified and is used even in high humidity environments. In this case, ink oozes out or ink flows out due to moisture adhesion, and the image It has become a problem to greatly reduce the quality.
[0010]
On the other hand, the recent trend toward visualization has not only ensured high print density and good ink absorbability, but also demands for avoiding waviness occurring on the sheet. The occurrence of sheet undulation not only detracts from aesthetics, but also after printing, the print density is lower than the value evaluated objectively and can be seen subjectively, meaning the same color deterioration has occurred. It becomes. Accordingly, there is a high demand for an ink jet recording sheet that eliminates the occurrence of this swell. The occurrence of this undulation may occur after printing when the support already has potential, when the coating layer is provided, and may occur after printing. However, it is currently difficult to avoid the occurrence of waviness that occurs particularly when a coating layer is provided in a coat type ink jet recording sheet.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the present situation, an object of the present invention is to obtain a coated ink jet recording sheet that has uniform ink absorbability, and further avoids undulation that occurs on the surface of the sheet and enlargement of dot diameter that occurs in a high humidity environment. It is in.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  As a result of various studies on the ink jet recording sheet, the inventors of the present invention constituted a coating layer of the recording sheet with a composition mainly composed of a specific pigment, and further, the coating layer was calendered with a specific calendar device. By processing, the ink absorbency is uniform, and it is possible to avoid the undulation generated on the sheet surface, and further, the dot diameter enlargement due to moisture adhesion is suppressed, and the object of the present invention is completed. I found it.
  That is, the present invention relates to an ink jet recording sheet in which one or more coating layers are provided on a support, and the outermost layer of the recording sheet is an ink fixing layer made of a composition mainly composed of cationic colloid particles. And after applying the ink fixing layer, the ink fixing layer isSurface temperature is 100-300 ° CWith heated metal rollShore hardness of JIS Z2246 and Hs70 or moreThe present invention provides an ink jet recording sheet characterized by being calendered so as to come into contact with the metal roll by a calender device comprising a synthetic resin roll.
[0013]
Hereinafter, the ink jet recording sheet of the present invention will be described in detail.
The ink jet recording sheet of the present invention has a function of fixing most of the dye component in the ink in the outermost coating layer (hereinafter abbreviated as ink fixing layer), and further, by a specific calendar treatment, The ink jet recording sheet also has a function of absorbing the solvent component in the ink by reducing the decrease in the gap.
[0014]
In general, an ink jet recording sheet in which a coating layer made of a porous inorganic pigment such as porous synthetic amorphous silica or porous amorphous magnesium carbonate is coated on a support to achieve both ink fixability and ink absorbability. It is manufactured. In addition, a cationic dye fixing agent composed of a secondary amine, tertiary amine, and quaternary ammonium salt, the dye fixing agent is a dye component in the ink._ThreeNa group, -SO_ThreeH group, -NH₂Measures have been taken to form water-insoluble salts by reacting with groups, etc., and to ensure water resistance, but with regard to ink bleeding due to moisture adhesion, the dye component and unreacted dye fixing agent Because dissolution occurs, it is difficult to avoid.
[0015]
However, as shown in the present invention, the coating layer mainly composed of cationic colloidal particles has an ink fixing ability, and the coating layer is processed by a calender device comprising a heated metal roll and a synthetic resin roll. Thus, in order to suppress a decrease in the voids of the coating layer, it is possible to add ink absorption capability and avoid occurrence of uneven ink absorption. In addition, since the particles themselves do not dissolve, the ink exudes due to water adhesion. In particular, when a layer that absorbs the solvent component in the ink is provided adjacent to the coating layer, the dye component in the ink is fixed on the outermost layer of the recording sheet, and the solvent component in the ink is absorbed in the adjacent layer. This is preferable.
[0016]
The cationic colloidal particles according to the present invention are particles that are suspended and dispersed in water to form a colloidal shape, and the particle surface is positively charged. For example, alumina sol such as boehmite and pseudoboehmite, colloidal Examples thereof include alumina, cationic aluminum oxide or hydrates thereof, and particles obtained by coating the surface of colloidal silica particles with alumina as disclosed in JP-B-47-26959.
[0017]
The colloidal particles themselves have an adhesive ability, but an adhesive can be used for the ink fixing layer in accordance with the required coating layer strength. As the adhesive, nonionic or cationic adhesive, or nonionic or cationically modified adhesive is preferable among the adhesives described later, and the blending amount is 100 parts by weight of the pigment constituting the ink fixing layer. On the other hand, if it is 2 to 50 parts by weight, if the amount is less than 2 parts by weight, the decrease in the cracking strength becomes remarkable, and if it exceeds 50 parts by weight, the ink absorbability to the support is lowered. Depending on the type, ink overflow may occur, or ink fixability in the ink fixing layer may be hindered.
[0018]
The ink fixing layer has the colloidal particles of 0.5 g / m²By coating as described above, it is possible to develop ink fixing properties, and it is also possible to apply a conventionally known pigment in combination with the colloidal particles. The coating amount is also related to the texture of the recording sheet. When the texture of the coated paper is desired, the texture can be obtained by increasing the coating amount of the ink fixing layer. In addition, when it is necessary to reduce the coating amount in order to obtain the texture of base paper or general paper, or when the dye component in each color ink is specifically captured for the purpose of controlling the color, It is also possible to use a basic dye fixing agent.
[0019]
Further, in the ink fixing layer, as an additive, a dye fixing agent, a pigment dispersant, a thickener, a fluidity improver, an antifoaming agent, an antifoaming agent, a release agent, a foaming agent, a penetrating agent, a coloring dye Further, coloring pigments, fluorescent whitening agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, preservatives, antibacterial agents, water resistance agents, wet paper strength enhancers, dry paper strength enhancers and the like can be appropriately blended.
[0020]
Further, the ink jet recording sheet according to the present invention is provided with a coating layer (hereinafter referred to as an ink absorbing layer) mainly composed of a conventionally known pigment and an adhesive between the support and a support adjacent to the ink fixing layer. As a result, ink absorptivity is added, so that the effects of the present invention can be further enhanced.
[0021]
As an apparatus for coating or impregnating when providing the ink fixing layer or ink absorbing layer, various blade coaters, roll coaters, air knife coaters, bar coaters, rod blade coaters, curtain coaters, short dwell coaters, size presses, sprays And various devices such as those can be used on-machine or off-machine. Further, after coating or impregnation, finishing may be performed using a calendar such as a machine calendar, a TG calendar, a super calendar, or a soft calendar. When the barrier layer is provided with a thermoplastic resin, a laminator is generally used.
[0022]
  The calendar device according to the present invention has at least one set of metal rolls and synthetic resin rolls, and may be processed in multiple stages.
[0023]
In the calendar process according to the present invention, it is necessary to bring the ink fixing layer coating surface and the metal roll surface into contact with each other. Further, the surface temperature of the metal roll during the calendar process is considerably related to the density unevenness of the recording sheet after the calendar process, and the high temperature treatment is preferable because the occurrence of the density unevenness can be reduced. Although the surface temperature of the metal roll is preferably 100 ° C. or more, although it varies depending on the calendering speed and linear pressure, if it exceeds 300 ° C., the whiteness of the recording sheet, which is called blackening, may be reduced. The appropriate temperature is 100 to 300 ° C. In addition, a carbon steel material is often used for the metal roll, but the material is not particularly limited. Furthermore, the surface of the roll may be protected by thermal spraying ceramic or chromium.
[0024]
Further, as the material of the synthetic resin roll, a synthetic resin such as urethane, ebonite, nylon, or aramid is used, and the hardness is preferably HsD70 or more with a shore hardness defined in JIS Z2246. If the hardness is less than HsD70, since the synthetic resin roll is soft, it is necessary to increase the linear pressure, which may cause a problem of ink overflow. In the synthetic resin roll, the central portion is composed of the iron core and the surface layer portion is composed of the synthetic resin layer of the above material, but the synthetic resin layer may be multilayered.
[0025]
Examples of the support used in the present invention include chemical pulps such as LBKP and NBKP, wood pulps such as GP, PGW, RMP, TMP, CTMP, CMP, CGP, and other pulps, waste paper pulp such as DIP, and the like. The main component is a pigment, a binder, a sizing agent, a fixing agent, a yield improver, a cationizing agent, a paper strength enhancer, etc. , Base paper manufactured by various devices such as twin wire paper machines, base paper provided with size press and anchor coat layer with starch, polyvinyl alcohol etc. on base paper, art paper provided with coat layer on them, Coated paper such as coated paper and cast coated paper is also included. Such base paper and coated paper may be provided with the coating layer according to the present invention as they are, or a calendar device such as a machine calendar, a TG calendar, a soft calendar may be used for the purpose of controlling flattening. .
[0026]
Further, as the support, a polyolefin resin layer may be provided on the above base paper, a synthetic resin such as polyethylene, polypropylene, polyester, nylon, rayon, polyurethane, etc., a film material of a mixture thereof, or the synthetic resin. It is also possible to apply to a sheet formed by forming into a fiber.
[0027]
One or more known white pigments can be used for the support used in the present invention, the pigment used in combination with the cationic colloidal particles of the ink fixing layer, and the ink absorbing layer. For example, light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, kaolin, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc sulfide, zinc carbonate, satin white, aluminum silicate, diatomaceous earth, calcium silicate, magnesium silicate, synthetic non Crystalline silica, colloidal silica, colloidal alumina, pseudoboehmite, aluminum hydroxide, alumina, lithopone, zeolite, hydrous halloysite, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, white inorganic pigments, styrene plastic pigments, acrylic plastic pigments, polyethylene, Examples thereof include organic pigments such as microcapsules, urea resins, and melamine resins.
In particular, the ink absorbing layer is preferably a porous inorganic pigment, and examples thereof include porous synthetic amorphous silica, porous magnesium carbonate, and porous alumina. Further, in order to impart curl aptitude, it is possible to coat a back coat layer on the opposite surface of the ink fixing layer with the support sandwiched between them, and the pigment in that case is preferably a flat pigment or hydrous halloysite. .
[0028]
Examples of the adhesive include polyvinyl alcohol, vinyl acetate, oxidized starch, etherified starch, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, casein, gelatin, soybean protein, silyl-modified polyvinyl alcohol, and the like; maleic anhydride resin, Conjugated diene copolymer latex such as styrene-butadiene copolymer, methyl methacrylate-butadiene copolymer; polymer or copolymer of acrylic acid ester and methacrylic acid ester, polymer or copolymer of acrylic acid and methacrylic acid Acrylic polymer latex such as polymer; vinyl polymer latex such as ethylene vinyl acetate copolymer; or functional group-modified polymer latex with functional group-containing monomers such as carboxyl groups of these various polymers; melamine resin ,urea Examples include water-based adhesives such as thermosetting synthetic resins such as fats; and synthetic resin adhesives such as polymethyl methacrylate, polyurethane resins, unsaturated polyester resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, polyvinyl butyral, alkyd resins, etc. Used in seeds and above.
[0029]
Furthermore, as other additives, pigment dispersants, thickeners, fluidity improvers, antifoaming agents, antifoaming agents, mold release agents, foaming agents, penetrating agents, coloring dyes, coloring pigments, fluorescent whitening agents, Ultraviolet absorbers, antioxidants, preservatives, antibacterial agents, water resistance agents, wet paper strength enhancers, dry paper strength enhancers, and the like can be appropriately blended.
[0030]
The water-based ink referred to in the present invention is a recording liquid comprising the following colorant, liquid medium, and other additives.
Examples of the colorant include water-soluble dyes such as direct dyes, acid dyes, basic dyes, reactive dyes, and food colorants.
[0031]
Examples of the ink solvent include water and various water-soluble organic solvents such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, and isobutyl alcohol. Alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms; Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; Ketones or ketone alcohols such as acetone and diacetone alcohol; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Polyalkylenes such as polyethylene glycol and polypropylene glycol Glycols: ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol 2-6 alkylene glycols the alkylene group such as diethylene glycol; glycerin, ethylene glycol methyl ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as triethylene glycol monomethyl ether, and the like. Among these many water-soluble organic solvents, polyhydric alcohols such as diethylene glycol and lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as triethylene glycol monomethyl ether and triethylene glycol monoethyl ether are preferred. Examples of other additives include a PH regulator, a metal sequestering agent, an antifungal agent, a viscosity modifier, a surface tension modifier, a wetting agent, a surfactant, and a rust inhibitor.
[0032]
The ink jet recording sheet in the present invention is not limited to use as an ink jet recording sheet, and may be used as any recording sheet that uses liquid ink during recording. For example, an ink sheet on which a heat-meltable ink mainly composed of a heat-meltable substance or a dye / pigment is coated on a thin support such as a resin film, high-density paper, or synthetic paper is heated from the back surface to remove the ink. Image transfer sheet for thermal transfer recording to be transferred after being melted, heat-meltable ink is heated and melted to form droplets, ink jet recording sheet for flight recording, ink jet recording sheet using ink in which oil-soluble dye is dissolved in a solvent, photopolymerization And an image receiving sheet corresponding to a light and pressure sensitive donor sheet using microcapsules encapsulating a type monomer and a colorless or colored dye / pigment.
The common point of these recording sheets is that the ink is in a liquid state at the time of recording. The liquid ink penetrates or spreads in the depth direction or the horizontal direction of the ink receiving layer of the recording sheet before curing, solidification, or fixing. The various recording sheets described above require absorbency according to the respective methods, and the ink jet recording sheet of the present invention may be used as the various recording sheets described above.
Further, the ink jet recording sheet of the present invention may be used as a recording sheet for heat-fixing toner of an electrophotographic recording system widely used in copying machines and printers. It is also possible to apply an adhesive layer on the opposite surface on which the ink fixing layer is provided with a support interposed therebetween, and apply it to a label application.
[0033]
[Action]
The ink fixing layer made of a composition mainly composed of cationic colloidal particles captures the ink on the surface layer, so that an image having a high printing density can be obtained. In addition, the ink oozes out due to moisture adhering to the print area, which is a problem in a high humidity environment, is less than that of a coating layer containing a commonly used cationic dye fixing agent, and water resistance is ensured. An ink jet recording sheet is obtained.
[0034]
Furthermore, in the production of an ink jet recording sheet, a super calender is used for the purpose of adjusting the smoothness of the recording sheet in order to ensure transportability in the ink jet recording apparatus, or for the purpose of removing dry wrinkles generated during the production. Calendar processing has been carried out by a calendar device called a combination of a plurality of metal rolls and elastic rolls of relatively low hardness such as cotton, or a calendar device called a machine calendar combining a plurality of metal rolls and metal rolls. However, for these purposes, in the case of a super calendar, processing conditions with increased linear pressure are required, resulting in a decrease in ink absorbability. In the case of a machine calendar, the sheet thickness is made constant. Therefore, in the support composed mainly of wood pulp and pigment that have a potential mass distribution, there is an occurrence of uneven ink absorption in order to emphasize the density unevenness of the sheet, and the object of the present invention is achieved. difficult. However, compared with super calender processing and machine calender processing, when processing with a calender device consisting of a synthetic resin roll and a metal roll, density unevenness is small and ink absorption unevenness is suppressed, and furthermore, void reduction is low, resulting in low density. Therefore, an ink jet recording sheet excellent in ink absorbability can be obtained.
[0035]
Further, the waviness that occurs when a coating layer that is a problem in a coat-type ink jet recording sheet is provided is uneven coating amount or drying unevenness of the coating layer, or when the support has water absorption, Occurs by contraction including the support. For this reason, in order to eliminate this undulation, a coating amount profile, a uniform drying profile, tension control during production, a calendar process, and the like are performed. In particular, in the calendar process, since the thickness of the recording sheet can be controlled, it is possible to eliminate the waviness by minimizing the thickness fluctuation that is the cause of the waviness. In a calendar device of a super calendar or a machine calendar that is generally used, it is necessary to select fairly severe calendar processing conditions. As a result, the air gap of the recording sheet is reduced, so that the ink absorbability is reduced, or the density unevenness of the recording sheet is promoted, so that the ink absorbability is uneven, that is, the ink absorption unevenness occurs. To do. However, in the calendar process according to the present invention, the characteristics of swell and ink absorption unevenness, which are contradictory characteristics, can be compatible, and undulation can be eliminated and the occurrence of ink absorption unevenness can be reduced. This is because the sheet obtained by the calendering process smoothes the vicinity of the surface of the coating layer and reduces the variation in thickness that is the cause of waviness, while reducing the decrease in voids inside the coating layer. I guess that.
[0036]
【Example】
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, “parts” and “%” indicate parts by weight and% by weight unless otherwise specified.
[0037]
Example 1
The support had a light calcium carbonate / heavy calcium carbonate / talc ratio of 10/10/100 wood pulp composed of 80 parts LBKP (freeness 400 mlcsf) and 20 parts NBKP (freeness 480 mlcsf). 10 parts of pigment, 0.10 parts of commercially available alkyl ketene dimer, 0.03 parts of commercially available cationic acrylamide, 1.0 part of commercially available cationized starch and 0.5 part of sulfuric acid band were prepared, and then made with a long paper machine. And basis weight 90g / m²A support was obtained.
[0038]
The ink fixing layer was provided on the support surface. The composition of the ink fixing layer is 100 parts of alumina hydrate (Cataloid AS-3; primary particle diameter: about 10 nm: manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd.) as cationic colloid particles, and polyvinyl alcohol (PVA117: Kuraray Co., Ltd.) as an adhesive (Manufactured) 30 parts as a main component, and a solid content concentration of 10% was prepared. Use an air knife coater to apply this coating solution to a dry coating amount of 5 g / m.²And dried so that the water content after drying was 6%.
[0039]
Next, using a calender device composed of a metal roll and a resin roll under the conditions shown below, calendar treatment was performed at 1 nip so that the ink fixing layer was in contact with the metal roll, and the ink jet recording sheet of Example 1 was obtained.
Surface temperature of metal roll: 150 ° C
Shore hardness of synthetic resin roll: Hsd90
Linear pressure: 150kg / cm
Speed: 200m / min
[0040]
Example 2
The support was obtained in the same manner as in Example 1. The ink fixing layer was provided on the support. The coating composition of the ink fixing layer is a cationic colloidal particle, a spherical cationic colloidal silica cation-modified with aluminum oxide hydrate (Snowtex-AK3; primary particle size 10 to 20 nm: manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. ) 100 parts as an adhesive, 30 parts of polyvinyl alcohol used in Example 1 was the main component, and a solid content concentration was adjusted to 10%. Use an air knife coater to apply this coating solution to a dry coating amount of 3 g / m.²And dried so that the water content after drying was 6%. Next, calendering was performed in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature was 200 ° C. and the linear pressure was 100 kg / cm among the calendering conditions of Example 1, and an ink jet recording sheet of Example 2 was obtained.
[0041]
Example 3
The support is made by heat-dissolving pellets of high-density polyethylene resin by a spunbond method and extruding the fibers from a die head having pores at the tips, and then stretching the fibers with a high-speed air stream to make the fiber diameter about 1 to 200 μm. Then, the fibers are oriented and heat-sealed to form, then heat calendered, Beck smoothness 57 seconds, basis weight 56 g / m²Sheet.
[0042]
The ink fixing layer was provided on the surface of this sheet. The composition, coating conditions, and drying conditions of the ink fixing layer were the same as those in Example 1. Next, a calendar process was performed under the same conditions as in Example 2 to obtain an inkjet recording sheet of Example 3.
[0043]
Example 4
The support was obtained in the same manner as in Example 1. Before providing the ink fixing layer, an ink absorbing layer was provided on the support. The composition of the ink absorbing layer is mainly composed of 100 parts of synthetic amorphous silica (fine seal X37B: manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.) as a porous pigment, and 30 parts of polyvinyl alcohol (PVA117: manufactured by Kuraray Co., Ltd.) as an adhesive, Prepared with a solid content of 15%, dry coating amount 5g / m²Then, it was coated with an air knife coater and dried. The ink fixing layer was provided on this ink absorbing layer. The ink fixing layer was provided under the same composition and conditions as in Example 1, and then calendared under the same conditions as in Example 1 to obtain an inkjet recording sheet of Example 4.
[0044]
Comparative Example 1
The support was obtained in the same manner as in Example 1. The following coating composition was provided on this support. The coating composition does not use cationic colloidal particles, but 100 parts of anionic colloidal particles (Snowtex 40; particle size 15 nm: manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), and the polyvinyl alcohol 30 used in Example 1 as an adhesive. The liquid was prepared so that the main component was the main component and the solid content concentration was 20%. Use an air knife coater to apply this coating solution to a dry coating amount of 5 g / m.²And dried so that the water content after drying was 6%. Next, a calendar process was performed under the same conditions as in Example 1 to obtain an inkjet recording sheet of Comparative Example 1.
[0045]
Comparative Example 2
The support was obtained in the same manner as in Example 1. The following coating composition was provided on this support. The coating composition does not use cationic colloidal particles, and 100 parts of porous synthetic amorphous silica (Fine Seal X37B: manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.), a cationic dye fixing agent (Polyfix 601: manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) 20 parts and 30 parts of polyvinyl alcohol used in Example 1 were the main components, and the mixture was prepared so that the solid content concentration was 15%. Use an air knife coater to apply this coating solution to a dry coating amount of 5 g / m.²And dried so that the water content after drying was 6%. Next, a calendar process was performed under the same conditions as in Example 1 to obtain an inkjet recording sheet of Comparative Example 2.
[0046]
Comparative Example 3
The support and the ink fixing layer were obtained in the same manner as in Example 1, but calendering was not performed, and an inkjet recording sheet of Comparative Example 3 was obtained.
[0047]
Comparative Example 4
The support and the ink fixing layer were obtained in the same manner as in Example 1. Next, using a 4-calender super calender device composed of a metal roll and a cotton roll having a surface temperature of 50 ° C., calendar treatment was performed at a linear pressure of 100 kg / cm and a speed of 200 m / min to obtain an inkjet recording sheet of Comparative Example 4. It was.
[0048]
Comparative Example 5
The support and the ink fixing layer were obtained in the same manner as in Example 1. Next, of the calendering conditions of Comparative Example 4, only the linear pressure was changed to 200 kg / cm and calendering was performed to obtain an ink jet recording sheet of Comparative Example 5.
[0049]
The evaluation results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 1.
The evaluation items in Table 1 were evaluated by the following methods.
[0050]
(Ink absorption unevenness)
Using an ink jet printer (BJC820J: manufactured by Canon Inc.), solid printing of two colors (green) composed of cyan ink and yellow ink was performed, and the coefficient of variation in optical reflection density in the solid printing portion was determined by the following procedure. When this coefficient of variation is large, spots are generated in the solid print portion, and the degree of ink absorption unevenness can be measured. The ink absorption unevenness that does not cause a problem in practice has a value of this variation coefficient of 0.5 or less.
·procedure
A solid print unit is input to an image analysis device in which a calibration card having a known optical reflection density (d = 0.5 to 1.8) is linearly converted to 8-bit gradation in advance using a cyan filter. Average gradation (L_ave) And standard deviation (L_std) To coefficient of variation (L_std/ L_ave) Here, the optical reflection density d = 0.5 in the image analysis apparatus is a zero gradation value, d = 1.8 is a 255 gradation value, and 0.1 mm per pixel.²It was.
[0051]
(Swell of sheet)
The samples of each Example and Comparative Example were placed on a table, and the degree of undulation by applying oblique light to the surface of each sample was evaluated according to the following criteria.
A: No swell is recognized.
B: The swell is small and does not impair the beauty.
C: The swell is large and the beauty is greatly impaired.
It is the A and B evaluations that do not cause a problem in practice.
[0052]
(water resistant)
Evaluation was performed based on the dot diameter enlargement rate due to moisture adhesion.
After leaving the sample of each example and comparative example in an environment of 20 ° C. and 65 RH% for 24 hours, using an ink jet printer (BJC820J: manufactured by Canon Inc.), dots were printed with black ink. It was allowed to stand for 24 hours.
Next, the equivalent circle diameter calculated by the following equation 1 is set to the dot diameter (D₆₅), Each sample was placed in an environment of 40 ° C. and 60 RH% for 48 hours, and the dot diameter (D₉₀) Was measured.
Dot diameter enlargement rate (D₉₀/ D₆₅) Is a value of 1.0 or more, and the closer to 1.0, the closer to water resistance.
[0053]
[Expression 1]
D_i= {(4 / π) × A_i}^1/2
Here, Di is the equivalent circle diameter, Ai is the measured area of the dots, and i is a variable (i = 65 or 90) indicating the measured condition.
In addition, the measured area of the dots was measured by inputting the dots with an optical microscope using an image analysis apparatus and performing binarization processing with a mode method.
[0054]
[Table 1]

[0055]
As is clear from Table 1, Examples 1 to 4 and Comparative Examples 3 to 5 provided with an ink fixing layer made of a composition mainly composed of cationic colloidal particles show excellent water resistance. However, in Comparative Examples 3 to 5 that are not calendered by a calender device composed of a synthetic resin roll and a metal roll, it is difficult to eliminate the waviness of the sheet. If the calendering conditions are severe to eliminate the waviness, ink absorption It is shown that the occurrence of unevenness occurs. In Comparative Examples 1 and 2, it is shown that the undulation is eliminated by using the calendar device according to the present invention.
Furthermore, from Examples 1 and 2, a support made of a composition mainly composed of wood pulp is excellent in terms of ink absorption unevenness. From Examples 1 and 4, when an ink absorption layer is provided on the support, Further, it is shown that the ink absorption unevenness is excellent.
[0056]
【The invention's effect】
According to the ink jet recording sheet of the present invention, it is possible to reduce the occurrence of ink absorption unevenness resulting in a decrease in image quality and quality, eliminate the undulation of the sheet, and suppress the enlargement of the dot diameter due to moisture adhesion recently required. An ink jet recording sheet can be obtained.

Claims

In an ink jet recording sheet in which one or more coating layers are provided on a support, the outermost layer of the recording sheet is an ink fixing layer made of a composition mainly composed of cationic colloid particles, and the ink fixing After coating the layer, the ink fixing layer is applied to the metal roll by a calender device comprising a metal roll heated to a surface temperature of 100 to 300 ° C. and a synthetic resin roll having a shore hardness of JIS Z2246 and Hs70 or higher. An ink jet recording sheet, which is calendered so as to come into contact.

2. The ink jet recording sheet according to claim 1, wherein an ink absorbing layer made of a composition mainly composed of a pigment and an adhesive is coated between the support and the outermost layer.

3. The ink jet recording sheet according to claim 1, wherein the support is made of a composition mainly composed of wood pulp.