JP3808572B2

JP3808572B2 - インクジェット記録シート用フェザリング防止剤組成物

Info

Publication number: JP3808572B2
Application number: JP35769196A
Authority: JP
Inventors: 敏広神沢; 辰也大隅
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JPH10183022A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録シート用フェザリング防止剤組成物に関する。さらに詳しくは、紙、フィルム、樹脂加工紙などの各種支持体に、通常の紙の製造条件の範疇で製造することができ、インク吸収性および記録画像の鮮明性に優れ、しかもフェザリングの少ないインクジェット記録シートを与えることのできる上記組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インク吸収性が高いインクジェット記録シートとしては、アクリルアミド系重合体を含有するもの（例えば特公平７−２９４８０号公報）が知られている。また、記録画像の鮮明性の優れたインクジェット記録用シートとしては、顔料と酢酸ビニルと３級アミノ基または４級アンモニウム基を含有する単量体０．０５〜０．４モル％とを共重合した重合体を含有したもの（例えば特公平７−５３４６９号公報）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載のものはインク吸収性が不十分であり、インクジェット記録装置の高速化に伴い、特にカラー印字の場合に隣接したインクが混じり合って色彩性や鮮明性が低下する（フェザリング）ため、高速印字に用いられるインクジェット記録シートには使用できないという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高速印刷にも耐えられるインク吸収性を有し、記録画像の鮮明性に優れたインクジェット記録シート用フェザリング防止剤について鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００５】
すなわち本発明は、紙用サイズ剤（Ａ）および／または紙力増強剤（Ｂ）と、一定の温度を境界にして親水性と疎水性とが可逆的に変化する感温ゲル化剤（Ｃ）とからなることを特徴とするインクジェット記録シート用フェザリング防止剤である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる紙用サイズ剤（Ａ）としては、例えば、合成高分子型サイズ剤［スチレン−マレイン酸共重合物のソーダ塩および／またはアンモニウム塩、（メタ）アクリル酸アルキルエステル−（メタ）アクリル酸共重合物のソーダ塩および／またはアンモニウム塩、α−オレフィン−マレイン酸共重合物のソーダ塩および／またはアンモニウム塩等］、デンプン系サイズ剤（酸化デンプン、リン酸エステル化デンプン等）、カゼイン系サイズ剤（カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白、マンナンガラクタン誘導体等）、セルロース系サイズ剤（カルボキシメチルセルロース等）、ロジンサイズ剤（ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、マレイン化ロジン等）、石油樹脂系サイズ剤、パラフィンワックス系サイズ剤、反応性サイズ剤（アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、無水ステアリン酸、ステアリン酸イソプロペニル等）等が挙げられる。これらは通常、２種以上のサイズ剤を組み合わせて使用される。
【０００７】
これらのうち、合成高分子型サイズ剤を含有するものが良好なインク吸収性を与える点で好ましい。該合成高分子型サイズ剤の重量平均分子量は、通常１０００〜２０００００、好ましくは５０００〜１０００００である。１０００未満であると充分なサイズ効果が得られない。
【０００８】
本発明において用いられる紙力増強剤（Ｂ）としては、例えば、ポリアクリルアミド系高分子化合物［アクリルアミド重合物、アクリルアミド−（メタ）アクリル酸ソーダ共重合物、ポリアクリルアミドのマンニッヒ変性物等］、デンプン系紙力増強剤（カチオン化デンプン、ジアルデヒドスターチ等）、ＰＶＡ系紙力増強剤（ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体の部分ケン化物等）、ホルマリン樹脂系紙力増強剤（尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂等）、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン−エピクロルヒドリン等が挙げられる。
【０００９】
これらのうち、ポリアクリルアミド系高分子化合物および／またはポリビニルアルコールが記録画像の鮮明性を与える点で特に好ましい。該ポリアクリルアミド系高分子化合物およびポリビニルアルコールの重量平均分子量は、通常１０００〜１００００００、好ましくは５０００〜５０００００である。１０００未満であると充分な紙力増強効果が得られない。
【００１０】
本発明で用いられる感温ゲル化剤（Ｃ）としては、例えば、（イ）アルキルナフタレンホルマリン縮合物のアルキレンオキシド付加物（特開昭６３−１９３９０１号公報に記載のもの等）、（ロ）アルキレンオキシド変性ポリオルガノシロキサン（特開平６−２５６６１７号公報に記載のもの等）、（ハ）セルロース系感温ゲル化剤（メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等）、（ニ）ポリビニルアルキルエーテル（ポリビニルメチルエーテル等）、（ホ）Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミドを必須単量体とする（共）重合体（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド重合体、Ｎ−メトキシプロピルアクリルアミド重合体等特開平１−１４２７６号公報に記載のもの等）、（ヘ）Ｎ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミドを必須単量体とする（共）重合体（Ｎ，Ｎ−ジエチルメタクリルアミド重合体、Ｎ−アクリロイルピロリジン重合体等特開昭６０−２３３１８４号公報に記載のもの等）、（ト）環状アミンのアルキレンオキシド付加物の（メタ）アクリル酸エステルを必須単量体とする（共）重合体（モルホリノエチルメタクリレート重合体等特開平６−９８４８号公報に記載のもの等）、（チ）炭素数５以上の非環状アミンのアルキレンオキシド付加物の（メタ）アクリル酸エステルを必須単量体とする（共）重合体（ジイソプロピルアミノエチルアクリレート重合体等）、（リ）アルコールまたは水のアルキレンオキシド付加物の（メタ）アクリル酸エステルを必須単量体とする（共）重合体（メトキシエトキシエチルメタクリレート重合体等特公平６−２３３７５号公報に記載のもの等）、（ヌ）アルコールまたは水のアルキレンオキシド付加物の（ビニルフェニル）エーテルを必須単量体とする（共）重合体［テトラエチレングリコールモノメチルモノ（ビニルフェニル）エーテル重合体等］および（ル）酢酸ビニル／ビニルアルコール共重合体等、一定の温度を境界にして疎水性と親水性とが変化しその水溶液の粘度が急激に変化する（共）重合体が挙げられる。該（共）重合体の重量平均分子量は、通常１０００〜１００００００、好ましくは１００００〜５０００００である。１０００未満では充分な感温ゲル化性が得られない。
【００１１】
これらのうち、（ホ）〜（ヌ）の感温ゲル化剤が、高いインク吸収性あるいは記録画像の鮮明性を与える点で好ましく、なかでも（ト）環状アミンのアルキレンオキシド付加物の（メタ）アクリル酸エステルを必須単量体とする（共）重合体および（チ）炭素数５以上の非環状アミンのアルキレンオキシド付加物の（メタ）アクリル酸エステルを必須単量体とする（共）重合体が特に好ましい。
【００１２】
該感温ゲル化剤（Ｃ）は、一定の温度を境界にして親水性と疎水性が可逆的に変化するが、この親水性から疎水性に変化する温度（転移温度）は、通常１５〜１００℃、好ましくは４０〜８０℃である。なお、転移温度は、（Ｃ）の１％水溶液を徐々に加温していき、その水溶液が白濁またはゲル化し始める温度を測定することによって求められる。
【００１３】
本発明のインクジェット記録シート用フェザリング防止剤組成物において、（Ａ）および／または（Ｂ）と（Ｃ）との割合は、（Ａ）および／または（Ｂ）と（Ｃ）の合計１００重量部（固形分）当り、（Ｃ）が通常０．０１〜８０重量部、好ましくは１０〜６０重量部である。（Ｃ）が０．０１重量部未満の場合、フェザリング防止が不十分であり、８０重量部を超える場合、記録画像の鮮明性が不十分となる。
【００１４】
本発明の該フェザリング防止剤組成物は、紙用サイズ剤（Ａ）または紙力増強剤（Ｂ）の水溶液または水分散液と、感温ゲル化剤（Ｃ）単独あるいは（Ｃ）を必要により水で希釈したものとを、該（Ｃ）の転移温度よりも低い温度で、通常の混合装置（櫂型攪拌翼等）で混合することによって得られる。
【００１５】
本発明の該フェザリング防止剤組成物は、必要に応じて、内添サイズ剤［ロジンサイズ剤（ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、マレイン化ロジン等）、石油樹脂系サイズ剤、パラフィンワックス系サイズ剤、反応性サイズ剤（アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、無水ステアリン酸、ステアリン酸イソプロペニル等）等］を含有することができる。
【００１６】
さらに、必要に応じて、各種クレー、カオリン、炭酸カルシウム、サチンホワイト、酸化チタン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫酸カルシウム、タルク、プラスチックピグメント（ポリスチレン、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／アクリル共重合体等のビーズ等）等の公知のてん料、消泡剤（鉱物油系消泡剤、シリコン系消泡剤等）、デンプン、その他の添加剤［染料、ｐＨ調整剤、防腐剤等］の公知の添加剤も含有することができる。
【００１７】
インクジェット記録シート用フェザリング防止剤含有液中の本発明の組成物の固形分含有量は通常０．０１〜５０重量％である。
【００１８】
本発明の組成物を支持体の表面あるいは内部に含有させる方法としては、例えば、所定の含有量になるように水で希釈し、浸漬後乾燥する方法；サイズプレス、コーター等で塗布後乾燥する方法；ハケにて塗布後乾燥する方法などがある。水にて希釈する際の固形分濃度は上記各種方法により、また支持体の吸収速度などによって異なるが、本発明の組成物の支持体に対する含有量は、固形分重量換算で通常０．２〜１０ｇ／ｍ²、好ましくは０．８〜４ｇ／ｍ²である。
支持体としては、紙などのセルロース系繊維材料、プラスチック材料、セルロース系材料に樹脂加工を施した複合材料などのシート状支持体があげられるが、これらのうち、本発明の組成物によるフェザリング防止効果が高いのは、吸水性の高いセルロース系繊維材料である。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下において、部は重量部、％は重量％である。
【００２０】
製造例１
２−モルホリノエチルメタクリレート１０部および２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．０１部をアンプルに加え、凍結脱気後密閉し、５０℃で８時間重合させて、「感温ゲル化剤１」を得た。
【００２１】
製造例２
ジイソプロピルアミノエチルメタクリレート１０部および２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．０１部をアンプルに加え、凍結脱気後密閉し、５０℃で８時間重合させて、「感温ゲル化剤２」を得た。
【００２２】
製造例３
Ｎ−イソプロピルアクリルアミド１０部および２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．０１部をアンプルに加え、凍結脱気後密閉し、５０℃で８時間重合させて、「感温ゲル化剤３」を得た。
【００２３】
実施例１
スチレン−マレイン酸共重合体のソーダ塩系サイズ剤（三洋化成工業製「サンサイザーＳＡ−５０８」）１．５部および酸化デンプン［酸化デンプン（日本食品加工製「ＭＳ−３８００」）の３０％水溶液９０部を水１０部に加え、攪拌下９０℃で１時間加熱したもの］１６部の混合物に、攪拌下２５℃で、製造例１で得た「感温ゲル化剤１」の２０％水溶液１．５部を混合して本発明のインクジェット記録シート用フェザリング防止剤組成物を得た。これに水８１部を加えて混合し、固形分５重量％の「フェザリング防止剤含有塗料１」を得た。
【００２４】
実施例２
実施例１において、「感温ゲル化剤１」に代えて製造例２で得た「感温ゲル化剤２」を同量用いた以外は実施例１と同様の操作を行い、「フェザリング防止剤含有塗料２」を得た。
【００２５】
実施例３
実施例１において、「感温ゲル化剤１」に代えて製造例３で得た「感温ゲル化剤３」を同量用いた以外は実施例１と同様の操作を行い、「フェザリング防止剤含有塗料３」を得た。
【００２６】
実施例４
実施例１において、「サンサイザーＳＡ−５０８」に代えて（メタ）アクリル酸アルキルエステル−（メタ）アクリル酸共重合体のソーダ塩系サイズ剤（三洋化成工業製「サンサイザーＳＡ−５０１」）を同量用いた以外は実施例１と同様の操作を行い、「フェザリング防止剤含有塗料４」を得た。
【００２７】
実施例５
アクリルアミド−アクリル酸ソーダ（１：１）共重合体（分子量約４０万）の３０％水溶液１２部に、攪拌下２５℃で、製造例１で得た「感温ゲル化剤１」の２０％水溶液２部を混合して本発明のフェザリング防止剤組成物を得た。これに水８８部を加えて混合し、固形分濃度４％の「フェザリング防止剤含有塗料５」を得た。
【００２８】
実施例６
実施例５において、「感温ゲル化剤１」に代えて製造例２で得た「感温ゲル化剤２」を同量用いた以外は実施例５と同様の操作を行い、「フェザリング防止剤含有塗料６」を得た。
【００２９】
実施例７
実施例５において、「感温ゲル化剤１」に代えて製造例３で得た「感温ゲル化剤３」を同量用いた以外は実施例５と同様の操作を行い、「フェザリング防止剤含有塗料７」を得た。
【００３０】
実施例８
実施例５において、アクリルアミド−アクリル酸ソーダ（１：１）共重合体に代えてポリアクリルアミド（分子量約３５万）のマンニッヒ変性物（変性率３０モル％）を同量用いた以外は実施例５と同様の操作を行い、「フェザリング防止剤含有塗料８」を得た。
【００３１】
比較例１
感温ゲル化剤を用いないこと以外は実施例１と同様にして「サイズ剤含有塗料９」を得た。
【００３２】
比較例２
感温ゲル化剤を用いないこと以外は実施例５と同様にして「紙力増強剤含有塗料１０」を得た。
【００３３】
性能試験例
各フェザリング防止剤含有塗料１〜８、サイズ剤含有塗料５および紙力増強剤含有塗料１０を、坪量８０ｇ／ｍ²のＰＰＣ用紙にドライ塗工量０．８ｇ／ｍ²になるようにバーコータ−で塗工し、直ちに１３０℃の加熱空気で３０秒間乾燥し、フェザリング防止剤を塗布した紙１〜８、サイズ剤を塗布した紙９および紙力増強剤を塗布した紙１０を、それぞれ得た。各紙について、以下の試験をおこなった。試験結果を表１および表２に示す。
【００３４】
（１）印字濃度
印字した紙の印字濃度を、マクベス濃度計（ＫｏｌｌｍｏｒｇｅｎＣｏｒｐ社製）で測定した。なお、印字用プリンタとしては、エプソン社製インクジェットカラープリンター（ＭＪ−８１０Ｃ）を使用した。
【００３５】
（２）フェザリング防止性
印字した罫線のフェザリングの有無を、肉眼にて判定した。
○：フェザリングほとんど無し
△：フェザリング有り
×：フェザリング多い
【００３６】
（３）水浸透性
２５℃、５０％ＲＨの恒温恒湿室内で、１ｃｍの高さから直径５ｍｍのイオン交換水の水滴を落とし、水滴が無くなるまでの時間（浸透時間）を測定した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【表２】

【００３９】
【発明の効果】
本発明のフェザリング防止剤組成物は、感温ゲル化剤をサイズ剤または紙力増強剤中に含有させることによって、感温ゲル化剤がサイズ剤または紙力増強剤に有効に作用して、組成物含有液が塗工後の加熱乾燥工程で加熱されることによって、早期に不動化し、紙内部への浸透またはマイグレーションを適度に抑制するため、サイズ剤あるいは紙力増強剤の分布が均一で、紙表面のサイズ剤濃度あるいは紙力増強剤濃度が高い紙を与える。その結果、インク吸収性に優れたフェザリングの少ないインクジェット記録シートが得られる。

Claims

紙用サイズ剤（Ａ）および／または紙力増強剤（Ｂ）と、一定の温度を境界にして親水性と疎水性とが可逆的に変化する感温ゲル化剤（Ｃ）とからなることを特徴とするインクジェット記録シート用フェザリング防止剤組成物。
（Ａ）が、合成高分子型サイズ剤である請求項１記載の組成物。
（Ｂ）が、ポリアクリルアミド系高分子化合物および／またはポリビニルアルコールである請求項１または２記載の組成物。
（Ｃ）が、環状アミンのアルキレンオキシド付加物の（メタ）アクリル酸エステルおよび／または炭素数５以上の非環状アミンのアルキレンオキシド付加物の（メタ）アクリル酸エステルを必須単量体とする（共）重合体である請求項１〜３いずれか記載の組成物。
組成物の固形分当り、（Ｃ）を０．０１〜８０重量％の割合で含有してなる請求項１〜４いずれか記載の組成物。
請求項１〜５いずれかに記載の組成物を支持体の表面または内部に含有させてなるインクジェット記録用シート。