JP3832203B2 - インクジェット記録用記録媒体および記録物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、色再現性が高く且つ風合いがよく、ファインアートペーパーとして好適に用いられると共に、ファイル黄変及び基材劣化のおそれがなく、保存性に優れる記録媒体、特にインクジェット記録方法に適した記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年のインクジェット記録技術の革新的な進歩により、インクジェット記録により記録媒体に出力される画像は高品位化しており、銀塩写真に匹敵する高画質の画像の出力が可能となっている。そのため、インクジェット記録方式は、高速、低騒音、銀塩写真による現像よりも安価である等の特長と相俟って、フルカラー画像の記録分野において広く普及している。例えば、欧米では、近年、絵画や写真等の画像を、ファインアートペーパーにインクジェット記録したものが販売されている。このファインアートペーパーは、繊維原料として綿(コットン)を用いたいわゆるコットン紙に、顔料及びバインダー樹脂を主成分として含有するインク受容層を設けたもので、色再現性が高く、適度な風合いを有すると共に、コットン紙自体の経時による強度の低下や変退色がほとんどないため、特に色材として顔料を用いたインクにより文字及び/又は画像を記録した記録物は高い保存性を有し、ファインアート業界で高い評価を得ている。
【0003】
しかし、前記ファインアートペーパー又は前記ファインアートペーパーに文字及び/又は画像を記録した記録物は、プラスチックファイルに挿して保管したり、粘着テープを前記インク受容層に貼付たりすると、経時によりインク受容層上の非記録部分が黄変するという現象が起こり、保存性の点で問題があった。この現象は、「基材上に顔料を含有するインク受容層が設けられた記録媒体」(以下、インクジェット記録媒体という)に特有の現象で、一般にファイル黄変と呼ばれている。ファイル黄変は、「2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチル−フェノール」(以下、BHTという)に代表されるフェノール系酸化防止剤を含有する物品(主としてプラスチック類)とインクジェット記録媒体とが一定時間接触した場合において、BHTがインク受容層に移行し、二量化して黄変することにより起こると考えられており、空気中に存在するオゾン、NOX等の酸化性ガスや温度、湿度等の二次的因子により促進されることが知られている。
【0004】
また、ファイル黄変は、インク受容層に含有される顔料等の影響を受け易く、例えば、顔料として非晶質シリカのような比表面積の大きなものを用いると、黄変の度合いが悪化することが知られている。比表面積の大きな顔料は、記録画像の高画質化追究のため、今後ますます用いられる傾向にあり、ファイル黄変の解決は急務となっている。
【0005】
このようなファイル黄変の問題を解決すべく、例えば、特開平11−334199号公報、特開平11−342668号公報及び特開2000−43403号公報には、インク受容層が設けられる基材として、酸性紙又は中性紙上に硫酸バンド液を塗工した疑似酸性紙を用いたインクジェット記録シートが開示されている。しかし、このインクジェット記録シートは、耐ファイル黄変性に優れ、インク受容層上の非記録部分の黄変はほとんど起こらないものの、「経時による基材自体の強度の低下や変退色」(以下、基材劣化という)が起こるため、保存性に劣るものであった。また、このインクジェット記録シートは、基材が平坦で風合いに乏しく、ファインアートペーパーとして好適なものではなかった。
【0006】
従って、本発明の目的は、色再現性が高く且つ風合いがよく、ファインアートペーパーとして好適に用いることができると共に、ファイル黄変及び基材劣化のおそれがなく、保存性に優れる記録媒体を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、基材上に、少なくとも顔料を含有するインク受容層を設けてなる記録媒体について、種々検討した結果、該基材として、インク受容層が設けられる面の表面pHが所定範囲内(弱酸性)であるコットン紙を用いることにより、ファインアートペーパーに要求される風合いを損なうことなく、記録媒体に優れた耐ファイル黄変性及び耐基材劣化性を付与できることを知見した。
【0008】
本発明は、前記知見に基づきなされたもので、基材上に、少なくとも顔料を含有するインク受容層を設けてなる記録媒体において、前記基材が、繊維原料として綿を10重量%以上含有してなるコットン紙からなり、且つ少なくとも前記インク受容層が設けられる面の表面pHが5〜6.5であるインクジェット記録用記録媒体を提供することにより前記目的を達成したものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の記録媒体について詳述する。
本発明の記録媒体は、基材上に、少なくとも顔料を含有するインク受容層を設けてなるもので、該インク受容層自体はこの種の記録媒体におけるものと同様であり、該基材に特徴を有する。
【0010】
前記基材は、コットン紙からなる。「コットン紙」は、繊維原料として、綿(コットン)を10重量%以上、好ましくは50重量%以上、更に好ましくは100重量%含有するシート状物をいう。該コットン紙には、綿以外の繊維原料として、木材パルプ等の通常の紙に含有される繊維原料を含有させてもよい。ここで、「綿」とは、ゼニアオイ科ワタ属Gossipiumの植物とその種子に生えている繊維をいい、具体的には、シーアイランド綿、エジプト綿、アップランド綿、アジア綿等が挙げられ、これらの1種又は2種以上が用いられる。また、該綿は、長繊維でも短繊維(リンター)でもよく、記録媒体に要求される風合い等に応じて適宜選択される。該綿は、通常、木材パルプと同様に蒸解処理や漂白処理がされてから繊維原料として用いられるが、該綿中に含まれるリグニン等のセルロース以外の成分の含有量が少ないため、これらの処理の程度は、通常の木材パルプに対して行われるものと比べて温和な条件でよい。具体的には、例えば、該綿は、約5%アルカリ中で蒸解処理された後、次亜塩素酸等を用いた一段程度の漂白処理をされてから用いられる。
【0011】
前記基材(コットン紙)は、繊維原料以外の成分として、白土(クレー、カオリン)、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム等の填料、ロジン、ワックス、中性サイズ、デンプン、にかわ等のサイズ剤、歩留まり向上剤、紙力増強剤、防腐剤等の通常の紙に含有される各種助剤を含有していてもよい。
【0012】
また、前記基材(コットン紙)は、少なくとも前記インク受容層が設けられる面の表面pHが5〜6.5、好ましくは5.9〜6.3である。該面の表面pHの調整方法については後述する。表面pHが5未満では、基材劣化が起こるおそれがあり、6.5超では、ファイル黄変を防止できないおそれがある。特に、ファイル黄変の防止をより確実にする観点から、インク受容層の有無に係わらず、前記基材の両表面それぞれの表面pHが、何れも前記範囲内にあることが好ましい。表面pHは、公知の紙面pH測定器(化学呈色反応によるもの)を用いて測定することができる。
【0013】
尚、前記基材は、前述の如くコットン紙からなるものであり、その片面又は両面の表面pHが前記範囲内(弱酸性)に調整されても、その内部pHは、該コットン紙本来のpHをほぼ維持しており、ほぼ中性(pH6.5〜7.5)である。ここで、「基材の内部pH」は、基材から表層(両面)を剥がし、残った部分(内層)について冷水抽出法により測定されたpHを意味する。
【0014】
前記基材(コットン紙)の少なくとも前記インク受容層が設けられる面又は両面の表面pHを前記範囲内に調整する方法としては、前記コットン紙の片面又は両面に、ゲートロールコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、バーコーター、ロッドコーター、ロールコーター、ビルブレードコーター、ショートドエルブレードコーター、タブサイズブレス、シムサイザー等の公知の塗工装置を用いて、酸性物質を塗工する方法が挙げられる。ここで、酸性物質としては、例えば、硫酸バンド(硫酸アルミニウム)、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸等が挙げられ、特に硫酸バンドを用いることが好ましい。
【0015】
前記酸性物質の塗工量は、固形分換算で0.2〜5g/m2であることが好ましく、2〜5g/m2であることが更に好ましい。塗工量が0.2g/m2未満では、ファイル黄変の防止に効果がなく、5g/m2超では、酸性物質が基材(コットン紙)の内部にまで浸透し、基材全体が酸性となって、基材劣化を防止できないおそれがある。
【0016】
また、前記基材は、ファインアートペーパーとしての良好な風合いの観点から、その嵩密度が好ましくは0.4〜0.7g/cm3、更に好ましくは0.5〜0.6g/cm3である。嵩密度を該範囲に調整するには、特に使用する綿の種類や抄造時の叩解度等を考慮する必要がある。具体的には、綿としては、リンターよりリント繊維を用いることが好ましく、また、叩解度(濾水度)は400〜600mlC.S.F.が好ましい。
【0017】
また、前記基材の坪量は、150〜500g/m2であることが好ましく、150〜300g/m2であることが更に好ましい。また、厚みは、215〜750μmであることが好ましく、300〜600μmであることが更に好ましい。
【0018】
前記基材上に設けられるインク受容層は、少なくとも顔料を含有する。該顔料としては、一般に使用されている水に不溶又は難溶の顔料を用いることができ、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、ケイ酸アルミニウム、珪藻土、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、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、リトボン、ゼオライト、加水ハロサイト、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、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等が挙げられ、これらの1種又は2種以上が用いられる。
前述した顔料の中でも、インクの乾燥性及び吸収性等の観点から、多孔性無機顔料が好ましく、該多孔性無機顔料としては、多孔性合成非晶質シリカ、多孔質炭酸マグネシウム、多孔質アルミナ等が挙げられる。該多孔性無機顔料のうち、特に多孔性非晶質シリカ、粒径の小さい微粒子シリカ、多孔質アルミナを用いることが、印刷品質及び保存性(耐水性、耐摩耗性、耐光性、室内保存性、直射日光に対する保存性)の両方を満足する点で好ましい。
【0019】
前記顔料のBETによる比表面積は、前記インク受容層上に形成された文字及び/又は画像の発色性や解像性等の画質の面と保存性の面とのバランスの観点から、好ましくは100〜500m2 /g、更に好ましくは200〜400m2 /gである。BETによる比表面積が100m2 /g未満では、画像濃度が低下するおそれがあり、500m2 /g超では、記録物の耐ガス性に劣るおそれがある。
【0020】
前記顔料の平均粒径は、通常顔料として使用できる範囲のものであればよいが、インク受容層の平滑性及び解像性等の画質の向上の観点から、好ましくは0.05〜15μm、更に好ましくは0.1〜10μmである。
【0021】
前記顔料の含有量は、前記インク受容層中、40〜90重量%であることが好ましく、50〜80重量%であることが更に好ましい。含有量が40重量%未満では、インク吸収性が低下するおそれがあり、90重量%超では、インク受容層の塗膜強度が低下するおそれがある。
【0022】
また、前記インク受容層は、インク受容層の強度を高める観点から、バインダー樹脂を含有することが好ましい。バインダー樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、澱粉、カルボキシメ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、スチレン−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、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系共重合体ラテックス、アクリル酸及びメタクリル酸の重合体等のアクリル系共重合体ラテックス等が挙げられ、これらの1種又は2種以上が用いられる。特に、ポリビニルアルコールを用いることが好ましい。
【0023】
前記バインダー樹脂の含有量は、前記顔料の総量の5〜60重量%であることが好ましく、10〜50重量%であることが更に好ましい。含有量が5重量%未満では、インク受容層の強度が低下するおそれがあり、60重量%超では、インクの吸収性又は色材の吸着性が低下するおそれがある。
【0024】
また、前記インク受容層は、印字濃度及び耐水性の向上の観点から、染料定着剤を含有することが好ましい。染料定着剤としては、例えば、カチオン性有機物、多価金属イオン及びカチオン性界面活性剤等が挙げられ、これらの1種又は2種以上が用いられる。カチオン性有機物としては、例えば、1級〜3級アミン化合物、1級〜3級アミン塩、4級アンモニウム塩等の低分子化合物や、1級〜3級アミノ基、1級〜3級アミン塩基若しくは4級アンモニウム塩基を有するオリゴマー又はこれらの基を有するポリマー等が挙げられ、具体的には、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドポリマー、エピハロヒドリン−2級アミンコポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミドコポリマー、ジアリルメチルアンモニウム塩ポリマー、ジアリルアミン塩酸塩−二酸化硫黄コポリマー、ジメチルメチルアミン塩酸塩コポリマー、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミン4級アンモニウム塩化合物、(メタ)アクリルアミドアルキルアンモニウム塩ポリマー、4級アンモニウム塩基を含むアイオネン等が挙げられる。多価金属イオンとしては、Al3+ 、Ca2+ 、Mg2+ 等が挙げられる。カチオン性界面活性剤としては、塩化ベンザルコニウム等が挙げられる。これらのうち、特に4級アンモニウム塩基を有するポリマーを用いることが好ましい。
【0025】
前記染料定着剤の含有量は、前記インク受容層中、0.5〜15重量%であることが好ましく、1〜10重量%であることが更に好ましい。含有量が0.5重量%未満では、記録物の発色性及び耐水性の向上に効果がなく、15重量%超では、インク吸収性の低下や色材の析出による高光沢化(ブロンジング)が発生するおそれがある。
【0026】
前記インク受容層には、必要に応じ、耐候性向上剤(耐光性向上剤及び耐ガス性向上剤)、蛍光増白剤、耐水化剤、防かび剤、防腐剤、分散剤、界面活性剤、増粘剤、pH調整剤、消泡剤、保水剤等の添加剤を更に含有させることができ、これらの1種又は2種以上が用いられる。
【0027】
前記インク受容層の塗工量は、固形分換算で10〜40g/m2であることが好ましく、20〜30g/m2であることが更に好ましい。塗工量が10g/m2未満では、インク吸収性、色材の発色性等の点で効果がなく、40g/m2超では、インク受容層の粉落ちが発生するおそれがある。尚、前記インク受容層自体の厚みとしては、10〜40μmが好ましく、20〜30μmが更に好ましい。
【0028】
また、前記インク受容層の表面pHは、ファイル黄変の防止をより確実にする観点から、4〜8であることが好ましく、6.5〜7.5であることが更に好ましい。インク受容層の表面pHを前記範囲内に調整する方法としては、インク受容層に前記酸性物質を塗工する方法が挙げられ、塗工方法については、前述の基材に対する塗工方法が用いられる。
【0029】
本発明の記録媒体は、前記基材を製造する抄造工程と、前記基材に前記インク受容層を設ける塗工工程とからなる。具体的には、例えば、次のようにして製造される。
【0030】
抄造工程では、先ず、綿を水中に分散させ(木材パルプ等の綿以外の繊維原料を併用する場合はそれらも一緒に分散させる)、必要に応じて紙力増強剤等の助剤を添加してスラリーを調整し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等の公知の抄紙機により常法通り湿式抄紙して、コットン紙を製造する。次いで、該コットン紙の片面又は両面(少なくともインク受容層が設けられる面)に、ゲートロールコーター等の塗工装置を用いて酸性物質の溶液又は液状の酸性物質を所定量塗工する。酸性物質の塗工は、オンマシンで行ってもよく、オフマシンで行ってもよい。酸性物質を塗工した後、常法通り乾燥することにより基材が得られる。
【0031】
塗工工程では、予めインク受容層の構成成分(顔料、バインダー樹脂、染料定着剤その他の添加剤)を水に分散させて、塗工液を調製しておく。そして、該塗工液を、前記基材の前記酸性物質が塗工された面(前記基材の両表面に前記酸性物質を塗工した場合は、何れか一方の面又は両面)に、ロールコーター法、ブレードコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコーター法、サイズプレス法等の公知の塗工方法により塗工し、次いで、熱風乾燥機、遠赤外線乾燥機等の公知の乾燥手段を用いて乾燥して、前記基材上にインク受容層を設ける。これにより、本発明の記録媒体が製造される。
尚、インク受容層は、前述の通り、前記基材の片面に設けてもよく、両面に設けてもよい。また、インク受容層は、1層塗りでもよく、多層塗りでもよい。更に、インク受容層の表面強度及び平滑性を向上させる観点から、インク吸収能を低下させない程度に、インク受容層にカレンダー処理等を施すこともできる。
【0032】
本発明の記録媒体は、主にインクジェット記録方法における記録紙として用いられる。インクジェット記録方法は、インクの液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行う方法であればいかなる方法でもよいが、特にオンデマンド型のインクジェット記録方法が好ましい。オンデマンド型のインクジェット記録方法としては、例えば、プリンターヘッドに配設された圧電素子を用いて記録を行う圧電素子記録方法、プリンターヘッドに配設された発熱抵抗素子のヒーター等による熱エネルギーを用いて記録を行う熱ジェット記録方法等が挙げられるが、本発明の記録媒体は、何れの記録方法にも好適に用いられる。
【0033】
【実施例】
以下に、本発明の記録媒体の実施例を示す。しかしながら、本発明は、かかる実施例に制限されるものではないことはいうまでもない。
【0034】
〔実施例1〕
坪量157g/m2のコットン紙(商品名「Somerset Velvet white」、inversk社製)の片面に、硫酸バンド2%水溶液をサイズプレスコーターにより、乾燥後の塗工量が0.5g/m2となるように塗工し、120℃で1分間加熱乾燥して基材を得た。該基材の硫酸バンド塗工面の表面pHは6であった。そして、該硫酸バンド塗工面に、下記の固形分比率で調合した塗工液1をエアドクターコーターにより、乾燥後の塗工量が11g/m2となるように塗工し、120℃で1分間加熱乾燥して、該基材上にインク受容層を設け、記録媒体1を製造した。
【0035】
塗工液1の組成
・シリカ(商品名「ファインシールX37B」、トクヤマ製) 60重量%
・バインダー樹脂(商品名「PVA117」、クラレ製) 30重量%
・染料定着剤(商品名「KZ76K」、センカ製) 10重量%
【0036】
〔実施例2〕
実施例1において、コットン紙の両面に、硫酸バンド2%水溶液を、乾燥後の片面当たりの塗工量がそれぞれ0.5g/m2となるように塗工した以外は実施例1と同様にして記録媒体2を製造した。
【0037】
〔比較例1〕
坪量157g/m2のクラフト酸性紙(商品名「OK上質紙」、王子製紙製)の片面に、塗工液1を実施例1と同様に塗工して、記録媒体3を製造した。尚、該クラフト酸性紙のインク受容層が設けられる面の表面pHは4.5であった。
【0038】
〔比較例2〕
実施例1において、硫酸バンドを塗工しない以外は実施例1と同様にして記録媒体4を製造した。尚、基材(コットン紙)のインク受容層が設けられる面の表面pHは7であった。
【0039】
記録媒体1〜4それぞれについて、耐ファイル黄変性及び耐基材劣化性(耐折強さ、引裂強さ及び耐基材変色性)を、下記の方法により評価した。それらの結果を下記表1に示す。
【0040】
〔耐ファイル黄変性の評価方法〕
BHTを1重量%含有するポリプロピレン製プラスチックファイル(A4サイズ)の片面の中央に5cm四方の穴をあけ、該片面と記録媒体のインク受容層の表面とが対面するように、記録媒体をプラスチックファイルに入れて、30℃、80%RHの環境下に4ヶ月間放置した。そして、該インク受容層の表面における該穴と対応する5cm四方の部分について、放置前後のL*a*b*(CIE1976)を色彩色差計(Spectrolino、グレタグマクベス製)で測定した。耐ファイル黄変性は、放置前後のb*の差(Δb*)で表すことができ、この数値が小さいほど、耐ファイル黄変性に優れることを示す。
【0041】
〔耐折強さ及び引裂強さの評価方法〕
記録媒体1〜4を、温度80℃、相対湿度60%RHに設定された恒温・恒湿槽内に30日間放置した。放置後の各記録媒体について、耐折強さ及び引裂強さをそれぞれ測定した。耐折強さは、MIT耐折 JIS P8115に従い測定し、引裂強さは、エルメンドルフ JIS P8116に従い測定した。これらの数値が大きいほど、経時による基材強度の低下が少ないことを示す。
【0042】
〔耐基材変色性の評価方法〕
記録媒体1〜4それぞれにおける基材について、前記放置前後の色差ΔE及びΔb*を、L*a*b*(CIE1976)に従って、前記色彩色差計により測定した。これらの数値が小さいほど、耐基材変色性に優れることを示す。
【0043】
【表1】
【0044】
表1に示す結果から明らかなように、実施例1及び2の記録媒体は、何れも優れた耐ファイル黄変性及び耐基材劣化性を示した。これに対し、比較例1の記録媒体は、基材がコットン紙でなく、インク受容層が設けられる面の表面pHが4.5と低いため、耐基材劣化性に劣る結果となった。また、比較例2の記録媒体は、基材にコットン紙を用いているものの、インク受容層が設けられる面のpHが7と高いため、耐ファイル黄変性に劣る結果となった。
尚、実施例1及び2並びに比較例2の記録媒体は、基材にコットン紙を用いているため、比較例1の記録媒体と比べて風合いがよく、しなやかであった。
【0045】
【発明の効果】
本発明の記録媒体によれば、ファイル黄変のおそれがなく、且つ基材自体の強度の低下や変退色といった基材劣化のおそれがないので、保存性に優れる。また、本発明の記録媒体によれば、インクジェット記録に好適であり、更に色再現性が高く且つ風合いがよいので、ファインアートペーパーとしても好適に用いることができる。
Claims (9)
- 基材上に、少なくとも顔料を含有するインク受容層を設けてなる記録媒体において、
前記基材が、繊維原料として綿を10重量%以上含有してなるコットン紙からなり、且つ少なくとも前記インク受容層が設けられる面の表面pHが5〜6.5であるインクジェット記録用記録媒体。 - 前記基材の両表面それぞれの表面pHが5〜6.5である請求項1記載のインクジェット記録用記録媒体。
- 前記基材が、前記コットン紙の少なくとも前記インク受容層が設けられる面に酸性物質を塗工してなる請求項1記載のインクジェット記録用記録媒体。
- 前記酸性物質の塗工量が、固形分換算で0.2〜5g/m2である請求項3記載のインクジェット記録用記録媒体。
- 前記酸性物質が、硫酸バンドである請求項3又は4記載のインクジェット記録用記録媒体。
- 前記基材が、前記コットン紙の両表面それぞれに、硫酸バンドを固形分換算で0.2〜5g/m2塗工してなる請求項2記載のインクジェット記録用記録媒体。
- 前記基材の嵩密度が0.4〜0.7g/cm3である請求項1〜6の何れかに記載のインクジェット記録用記録媒体。
- 前記インク受容層の表面pHが4〜8である請求項1〜7の何れかに記載のインクジェット記録用記録媒体。
- 請求項1〜8の何れかに記載のインクジェット記録用記録媒体に文字及び/又は画像を記録された記録物。
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