JP3791316B2

JP3791316B2 - インクジェット用記録媒体

Info

Publication number: JP3791316B2
Application number: JP2000295289A
Authority: JP
Inventors: 晃一柳内; 豊塗木
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: JP2002103791A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット用記録媒体に関し、特にインクの裏抜けやコックリングの少ないインクジェット用記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式はフルカラー化が容易なことや印字騒音が少ないことなどから近年急速に普及してきた。この方式はノズルから記録媒体に向けてインク液滴を高速で吐き出させるものであり、インク中に多量の溶媒を含む。従って、記録媒体としては速やかにインクを吸収する必要がある。また、最近のコンピュータやデジタルカメラの普及により、銀塩写真に近い画像が求められるようになっている。
【０００３】
インクジェット記録媒体はプリンターより吐き出されたインクを吸収する必要があるため、支持体上にインク吸収層が設けられているものがある。このためインクの大部分はこの層に吸収されるが、インクの一部は層に吸収されきれず、支持体（原紙）まで浸透する。このため、コックリングといわれる紙の波打ちが生じたり、裏抜け（印字画像が紙の裏面から透けて見えること）などの問題が生じることがある。
【０００４】
コックリングやインク裏抜けを低減させるためには原紙の紙厚を増加させれば良い。しかし製品規格上、紙厚を増加させることは不可能なことも多く、また製造コストも上昇する。
また、原紙の填料の量を減らせば、紙の構造はよりポーラスになり、コックリングの減少には有効と考えられるが、反面紙の不透明度が下がるため、インクの裏抜けには有効ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、印字した場合に生じるコックリングやインク裏抜けを改善したインクジェット用記録媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を進めた結果、低密度化薬品を内添した原紙を用いてインクジェット用記録媒体を製造することにより、従来問題となっていたコックリングやインク裏抜けを改善できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は、原紙の上に顔料とバインダーとカチオン性高分子を主剤とするインク吸収層を設けたインクジェット用記録媒体であって、該原紙はパルプと低密度化薬品とを含有する紙料を抄紙してなり、該低密度化薬品は多価アルコールの脂肪酸エステル、高級アルコールのエチレンオキサイド付加物、脂肪酸ポリアミドアミンの中から選ばれる１種であり、かつ、該紙料中に該パルプに対して０．３〜０．５重量部となるよう含有することを特徴とするインクジェット用記録媒体である。低密度化薬品を添加すると、コックリングやインク裏抜けが良化する理由については明らかではないが、低密度化薬品を添加すると、薬品の添加によって、パルプ繊維どうしの結合が妨げられ、原紙の空隙が増加するためと考えられる。
【０００７】
本発明のインクジェット用記録媒体においても、原紙の空隙が増加し、インク吸収層から原紙に浸透したインクは紙層内の空隙に吸収され、そのためにパルプ繊維の膨潤が少なくなるという作用、および、繊維間の結合点が少ないか、結合力が弱いため、インクを吸収した際に膨潤しようする力で繊維が動き、結果として繊維の膨潤により発生する波打ちが少なくなる作用の双方の作用でコックリングが減少したと考えられる。また、原紙の空隙が多くなっているために、原紙の不透明度が高くなり、結果としてインク裏抜けも減少したと考えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、低密度化薬品を内添した原紙を用いたインクジェット用記録媒体である。低密度化薬品は、以下の試験により選定することができる。目的の原紙を構成するパルプと、そのパルプの絶乾重量１００重量部に対し０．３重量部の試験しようとする薬品と水とを混合してパルプスラリーとし、実験用配向性抄紙機（熊谷理機社製）で回転速度９００ｒｐｍで抄紙し、ＪＩＳ８２０９のＡ法に従ってプレスした後、送風乾燥機により５０℃、１時間乾燥を行った。
【０００９】
この試験用紙の密度を測定し、密度が低下する薬品であれば原則として使用することができるが、本発明の効果を明瞭に得るには５％以上密度が低下する薬品を低密度化薬品として用いることが好ましい。
【００１０】
具体的には、多価アルコールの脂肪酸エステル、高級アルコールのエチレンオキサイド付加物、脂肪酸ポリアミドアミンを低密度化薬品とすることができるが、特に多価アルコールの脂肪酸エステルを用いることが好ましい。
【００１１】
まず、本発明のインクジェット用原紙の製造方法について述べる。本発明の原紙は、原料パルプとして、化学パルプ（針葉樹の晒または未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒または未晒クラフトパルプ等）、機械パルプ（グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等）、脱墨パルプを単独または任意の割合で混合して使用する。
【００１２】
本発明の原紙のｐＨは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでも良い。また、紙中の填料量が増えると、紙の不透明度が向上する傾向があるため、原紙中に填料を含有させることは好ましい。填料としては、水和珪酸、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、合成樹脂填料等の公知の填料を使用することができる。
さらに、本発明の原紙には、必要に応じて硫酸バンド、サイズ剤、紙力増強剤、歩留まり向上剤、着色剤、染料、消泡剤等を含有しても良い。
【００１３】
次にインク吸収層について述べる。インク吸収層とは、インクを受容し、インク中の染料を固定化して画像を形成することを主たる機能とする層である。この層の具体的構成は目的とする画像の程度により、インク吸収層として公知の構成から適宜選択すれば良い。一般的には、インク受容性の高い高吸油性の顔料とそのバインダーおよび染料を固定化し耐水性を向上させることのできるカチオン性高分子を主剤として構成する。
【００１４】
本発明のインク吸収層に用いる顔料としては合成非晶質シリカが一般的であるが、アルミナやアルミナ水和物（アルミナゾル、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト等）、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、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、二酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム及びプラスチックピグメント等も使用することが出来る。目的とするインク吸収性を、乾燥後に粉落ちしない範囲の塗工量で確保するためには、顔料の平均吸油量がある程度高いことが必要であり、特に１００〜３００ｃｃ／１００ｇの範囲の平均吸油量を有するものを使用することが好ましい。
ここで、平均吸油量としたのは、吸油量が異なる顔料を二種類以上混合した場合でも、全体の吸油量の平均が上記の範囲に入っていれば良いことを示している。なお、吸油量はＪＩＳ．Ｋ５１０１の方法で測定する。
【００１５】
インク吸収層に使用するバインダーは、例えばポリビニルアルコール及びその変性物、酸化デンプンやエーテル化デンプン等のデンプン類、カゼイン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ＳＢラテックス、ＮＢラテックス、アクリルラテックス、エチレン酢酸ビニル系ラテックス、ポリウレタン、酢酸ビニル、不飽和ポリエステル樹脂等公知のバインダーの中から少なくとも一種を適宜選択して使用することができる。
【００１６】
バインダーの配合量は使用する顔料によりある程度適量が変化するものの、添加量は限定され、前記顔料１００重量部に対して好ましくは５〜６０部、より好ましくは１０〜４０部である。５重量部以下では、顔料の種類を問わず塗工層強度が弱いため、粉落ちや表面強度が問題となる。一方６０重量部以上ではインク吸収性が悪化し、滲みや裏移り等の問題が発生しやすく好ましくない。
【００１７】
また、インク吸収層には、その他必要に応じて、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、着色染料、着色顔料、蛍光染料、防腐剤、耐水化剤、界面活性剤、湿潤紙力増強剤等を適宜添加することができる。
インク吸収層をインクジェット用原紙に設ける方法としては、一般的な塗工装置である、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、ゲートロールコーター、カーテンコーター、ショートドウェルコーター、グラビアコーター、フレキソグラビアコーター、サイズプレス等の各種装置をオンマシンまたはオフマシンで使用することができる。
更に、インク吸収層を設けた後にマシンカレンダー、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で表面処理することもできる。また、インク吸収層をキャスト層としてもよい。
【００１８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。また、実施例において示す「部」及び「％」は特に明示しない限り重量部及び重量％を示す。
＜実施例１＞
−インクジェット用原紙の製造−
広葉樹漂白クラフトパルプ（濾水度２８０ｍｌ）９０重量％と針葉樹漂白クラフトパルプ（濾水度６００ｍｌ）１０重量％を混合し、カチオン化デンプンを対パルプ０．３９％、アルキルケテンダイマーを対パルプ０．０３％、硫酸バンドを対パルプ２％、低密度化薬品としてバイボリュームＰリキッド（Ｂａｙｅｒ社製）を対パルプ０．５％、炭酸カルシウムを対パルプ１２％添加した紙料を長網抄紙機で紙匹を形成した。３段のウエットプレスを行い、乾燥パートで２段の緊度プレスを行った後乾燥した。次いで酸化デンプン４％とポリビニルアルコール０．５％の混合液を用い、サイズプレスで乾燥重量が３．５ｇ／ｍ²となるように塗布し、乾燥した後マシンカレンダー処理して、坪量７４ｇ／ｍ²のインクジェット用原紙を製造した。
【００１９】
−インク吸収層の塗工−
合成非晶質シリカ（ファインシールＸ−６０：トクヤマ（株）製の商品名）８０部、同シリカ（ファインシールＸ−３７Ｂ：トクヤマ（株）製の商品名）２０部、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１１７：（株）クラレ製の商品名）３３部、エチレン酢酸ビニルエマルション５部、ポリアミン系染料定着剤８部、消泡剤（ＳＮデフォーマー：サンノプコ（株）の商品名）０．３部及び希釈水等を適宜添加した固形分１８％のカラーを、ブレードコーターを用いて塗工量８ｇ／ｍ^２となるように塗工した。紙中水分率５％となるまで乾燥し、線圧８０ｋｇ／ｃｍの条件でソフトカレンダー処理してインクジェット用記録媒体を得た。
【００２０】
＜実施例２＞
低密度化薬品として、ＫＢ−０８Ｗ（花王（株）製）を対パルプ０．５％用いた以外は実施例１と同様にして坪量７４ｇ／ｍ²のインクジェット用原紙を製造した。実施例１と全く同様にして塗工を行い、インクジェット用記録媒体を得た。
【００２１】
＜実施例３＞
低密度化薬品として、ＫＢ−１１０（花王（株）製）を対パルプ０．５％用いた以外は実施例１と同様にして坪量７４ｇ／ｍ²のインクジェット用原紙を製造した。実施例１と全く同様にして塗工を行い、インクジェット用記録媒体を得た。
【００２２】
＜比較例１＞
低密度化薬品を添加しなかったこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット用原紙を製造した。実施例１と全く同様にして塗工を行い、インクジェット用記録媒体を得た。
【００２３】
−評価方法−
実施例及び比較例の各記録媒体の評価は以下に示す方法により行った。評価プリンターとしてはＥＰＳＯＮ（株）製のＰＭ−７００Ｃ（商品名）を使用した。評価結果は表１にまとめた。
＜発色性＞
表計算ソフトエクセルで作成したブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各ベタ画像を印字し、反射濃度計（マクベスＲＤ９１４）で測定した値の合計により、下記のごとく評価した。
◎：６以上である。
○：５以上６未満である。
△：４以上５未満である。
×：４未満である。
【００２４】
＜コックリング＞
コックリングの程度は次に示す方法で測定した。日本規格協会のポートレート画像を画像処理ソフトのフォトショップでＲＧＢ変換後、ＰＭ−７００Ｃを用いてスーパーファイン用紙モードでＡ４全面に印字した。
【００２５】
カールを除去するため四方を押さえてセットし、上からレーザー距離計でスキャンすることにより、紙の高さを測定した。スキャンは、紙の中央をＡ４の短辺方向に行い、０．５ｍｍ間隔で約３８０点（スキャン長１９０ｍｍ）の測定を行った。
【００２６】
隣接する測定点の水平方向の距離（０．５ｍｍ）と隣接する測定点の高さの差を用い、三平方の定理により２点の実質の距離を求め、これらを合計し、印字後の紙の実長（Ｌ）を得た。印字後の紙の見かけ長をＬｏ（１９０ｍｍ）とし、Ｌ、Ｌｏより、しわ指数＝（Ｌ−Ｌｏ）／Ｌｏの式に従って「しわ指数」を計算した。しわ指数が小さいほど、紙の幅の変化が小さい。しわ指数より、コックリングを判定した。
○：しわ指数が０．７％未満であり、外見上もコックリングが少ない。
△：しわ指数が０．７％以上１．０％未満であり、外見上コックリングが見られる。
×：しわ指数が１．０％以上であり、外見上もコックリングが目立つ。
【００２７】
＜裏抜け＞
コックリングの判定で用いた紙を、裏から見てインクの透け具合（裏抜け）を判定した。
○：裏抜けが殆ど無く、印字画像は見えない。
△：裏抜けが若干あるが、印字画像は見えない。
×：裏抜けがあり、印字画像が透けて見える。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【発明の効果】
本発明の方法により得られたインクジェット用記録媒体は、発色性を損なわずにコックリングや裏抜けが改善されている。このように、本発明で製造されるインクジェット用記録媒体は極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】しわ指数測定の概念図
【符号の説明】
１レーザー距離計
２レーザー光
３印字後の紙

Claims

原紙の上に顔料とバインダーとカチオン性高分子を主剤とするインク吸収層を設けたインクジェット用記録媒体であって、該原紙はパルプと低密度化薬品とを含有する紙料を抄紙してなり、該低密度化薬品は多価アルコールの脂肪酸エステル、高級アルコールのエチレンオキサイド付加物、脂肪酸ポリアミドアミンの中から選ばれる１種であり、かつ、該紙料中に該パルプに対して０．３〜０．５重量部となるよう含有することを特徴とするインクジェット用記録媒体。