JP3832479B2 - インクジェット記録用紙 - Google Patents
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〔1〕基材上に顔料および接着剤を含有する下塗り層を少なくとも1層設け、さらに下塗り層上にキャスト塗工層を設けたインクジェット記録用紙において、下塗り層が、顔料として平均2次粒子径が2μm〜8μmの無定形シリカ粒子を含有し、キャスト塗工層が、非晶質シリカ(ただし、コロイダルシリカを除く)を機械的手段により処理して得た、1次粒子の平均粒子径が3nm以上40nm以下で、2次粒子の平均粒子径が10nm以上400nm以下のシリカ微細粒子を含有し、且つ、下塗り層が、カチオン性化合物を含有せず、キャスト塗工層が、カチオン性化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録用紙。
木材パルプは、各種化学パルプ、機械パルプ、再生パルプ等を使用することができ、これらのパルプは、紙力、抄紙適性等を調整するために、叩解機により叩解度を調整できる。パルプの叩解度(フリーネス)は特に限定しないが、250〜550ml(CSF:JISP−8121)程度である。
顔料は不透明性等を付与したり、インク吸収性を調整する目的で配合し、炭酸カルシウム、焼成カオリン、シリカ、酸化チタン等が使用できる。この場合、配合量は1〜20%程度が好ましい。多すぎると紙力が低下するおそれがある。助剤としてサイズ剤、定着剤、紙力増強剤、カチオン化剤、歩留り向上剤、染料、蛍光増白剤等を添加することができる。
キャスト塗工層用塗工組成物と同様の組成物を、下塗り層上に塗工し乾燥または半乾燥した後、該塗工層上にさらにキャスト塗工層用塗工組成物を塗工し、キャストドラム上で乾燥することもできる。
さらに、キャスト塗工層にカチオン性化合物を含有するので、キャスト塗工層にインク中の染料成分が選択的に定着されるため上記の効果がより発現され好ましい。また、下塗り層の存在は、インクを速やかに吸収する働きをするが、キャスト塗工層にカチオン性化合物が含有され、且つ下塗り層中には実質的にカチオン性化合物が含有されないので、キャスト塗工層はインク中の染料成分を選択的に定着し、下塗り層はインク中の溶媒成分を速やかに吸収するためか、印字濃度と吸収性に優れる。
次に、光沢性が向上する理由について述べる。キャスト塗工層はキャスト方式により設けるため、キャストドラムの平滑性が転写され、光沢に優れたものとなるのに加え、キャスト塗工層に使用するシリカ微細粒子の2次粒子径が十分に小さいため、光の乱反射が少なくキャスト塗工層表面の光沢は一層高いものとなる。尚、75度光沢度は30%以上が好ましく、より好ましくは35%以上であり、最も好ましくは50%以上である。
木材パルプ(LBKP;ろ水度500mlCSF)100部、焼成カオリン(商品名:アンシレックス、エンゲルハードミネラル社製)10部、市販サイズ剤0.05部、硫酸バンド1.5部、湿潤紙力剤0.5部、澱粉0.75部よりなる製紙材料を使用し、長網抄紙機にて坪量120g/m2の紙基材を製造した。この紙基材のステキヒトサイズ度は10秒であった。本発明の実施例、比較例ではすべてこの紙基材を用いた。
[シリカ微細粒子A]
合成非晶質シリカ(トクヤマ社製、商品名:ファインシールX−45、平均2次粒子径4.5μm、平均1次粒子径15nm)の水分散液を用い、圧力式ホモジナイザー(SMT社製、商品名:超高圧式ホモジナイザーGM−1)を用いて粉砕の操作を繰り返した(加圧500kg/cm2)。処理後の分散液中のシリカの平均2次粒子径は50nm、固形分濃度は12%であった(平均1次粒子径は15nmのまま)。
合成非晶質シリカ(日本シリカ工業社製、商品名:Nipsil HD−2、平均2次粒子径3μm、平均1次粒子径11nm)の水分散液を用い、圧力式ホモジナイザー(SMT社製、商品名:超高圧式ホモジナイザーGM−1)を用いて粉砕の操作を繰り返した(加圧500kg/cm2)。処理後の分散液中のシリカの平均2次粒子径は200nm、固形分濃度は12%であった(平均1次粒子径は11nmのまま)。
合成非晶質シリカ(日本シリカ工業社製、商品名:Nipsil LP、平均2次粒子径9μm、平均1次粒子径16nm)の水分散液を用い、圧力式ホモジナイザー(SMT社製、商品名:超高圧式ホモジナイザーGM−1)を用いて粉砕の操作を繰り返した(加圧500kg/cm2)。処理後の分散液中のシリカの平均2次粒子径は500nm、固形分濃度は12%であった(平均1次粒子径は16nmのまま)。
以下の実施例、比較例で、上記したシリカ微細粒子A、BまたはCとカチオン性化合物を混合する際は、両者を混合分散後、さらに圧力式ホモジナイザー(SMT社製、商品名:超高圧式ホモジナイザーGM−1)を用いて粉砕し(加圧500kg/cm2)、分散液中のシリカの平均2次粒子径が、それぞれもとのシリカ微細粒子の平均2次粒子径になるまで処理した(平均1次粒子径は処理前と同じ)。
紙基材上に、下記下塗り層用塗工液を、乾燥重量で12g/m2になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥した。次に、下記キャスト塗工層用塗工液を、上記の下塗り層上にエアーナイフコーターで塗工し、冷風で20秒乾燥し半乾燥状態にした後(塗工層絶乾量に対する水分率150%)、表面温度が90℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。このときのキャスト塗工層の塗工量は固形分重量で、5g/m2であった。鏡面ドラムは、鋼鉄ロール表面にニッケルをメッキし、更にその上にクロムをメッキし研磨して鏡面仕上げしたもの。表面粗さRaは0.03μmであった。
合成非晶質シリカ(ファインシールX−60;トクヤマ製、平均2次粒子径6.0μm、平均1次粒子径15nm)80部、ゼオライト(トヨビルダー;トーソー製、平均粒子径1.5μm)20部、シリル変性ポリビニルアルコール(R1130;クラレ製)20部、ガラス転移点75℃のスチレン−2メチルヘキシルアクリレート共重合体と粒子径30nmのコロイダルシリカとの複合体エマルジョン(共重合体とコロイダルシリカは重量比で40:60、エマルジョンの粒子径は80nm)40部、蛍光染料(WhitexBPSH;住友化学製)2部。
シリカ微細粒子A100部、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合体(カチオン性化合物:日東紡績社製、商品名;PAS−J−81) 10部、カチオン性アクリル樹脂(XC−2010;星光化学製、四級アミン変性アクリル水性樹脂、Tg85℃)20部、シリル変性ポリビニルアルコール(R1130;クラレ製)10部、離型剤(レシチン)2部。
紙基材上に、実施例1と同様の下塗り層用塗工液を、乾燥重量で12g/m2になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥した。次に、実施例1と同様のキャスト塗工層用塗工液を、上記の下塗り層上にエアーナイフコーターで塗工し、直ちに表面温度が90℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。このときのキャスト塗工層の塗工量は固形分重量で、2g/m2であった。
下記下塗り層用塗工液を用いた以外は、実施例1と同様にして光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。
[下塗り層用塗工液](固形分濃度18%、部は固形分重量部を示す)
合成シリカ(ファインシールX−60;トクヤマ製)80部、ゼオライト(トヨビルダー;トーソー製)20部、シリル変性ポリビニルアルコール(R1130;クラレ製)20部、ガラス転移点75℃のスチレン−2メチルヘキシルアクリレート共重合体と粒子径30nmのコロイダルシリカとの複合体エマルジョン(共重合体とコロイダルシリカは重量比で40:60、エマルジョンの粒子径は80nm)40部、蛍光染料(WhitexBPSH;住友化学製)2部、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合体(カチオン性化合物:日東紡績社製、商品名;PAS−J−81)10部。
実施例1で用いたキャスト塗工層用塗工液において、シリカ微細粒子をAからBに変更した以外は、実施例1と同様にして光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。
下塗り層用塗工液およびキャスト塗工層用塗工液として下記のものを用いた以外は、実施例1と同様にして光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。
[下塗り層用塗工液](固形分濃度17%、部は固形分重量部を示す。)
合成シリカ(ファインシールX−60;トクヤマ製、平均2次粒子径6.0μm、平均1次粒子径15nm)80部、ゼオライト(トヨビルダー;トーソー製)20部、シリル変性ポリビニルアルコール(R1130;クラレ製)20部、ガラス転移点75℃のスチレン−2メチルヘキシルアクリレート共重合体と粒子径30nmのコロイダルシリカとの複合体エマルジョン(共重合体とコロイダルシリカは重量比で40:60、エマルジョンの粒子径は80nm)40部、蛍光染料(WhitexBPSH;住友化学製)2部、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合体(カチオン性化合物:日東紡績社製、商品名;PAS−J−81)10部。
シリカ微細粒子A100部、シリル変性ポリビニルアルコール(R1130;クラレ製)20部、離型剤(レシチン)2部。
下塗り層用塗工液として下記のものを用いた以外は、実施例1と同様にし光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。
[下塗り層用塗工液](固形分濃度17%、部は固形分重量部を示す。)
合成シリカ(ファインシールX−60;トクヤマ製、平均2次粒子径6.0μm、平均1次粒子径15nm)80部、ゼオライト(トヨビルダー;トーソー製)20部、シリル変性ポリビニルアルコール(R1130;クラレ製)20部、蛍光染料(WhitexBPSH;住友化学製)2部。
実施例1と同様のキャスト塗工層用塗工液を、紙基材上に直接(下塗り層を設けず)、エアーナイフコーターで塗工し、冷風で20秒乾燥し半乾燥状態にした後(塗工層絶乾量に対する水分率150%)、表面温度が100℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後離型させ、光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。この時のキャスト層の塗工量は10g/m2であった。
比較例4
実施例1で用いたキャスト層用塗工液において、シリカ微細粒子をAからCに変更した以外は、実施例1と同様にして光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。
実施例1の下塗り層上に、ロールコーターを用いて下記のキャスト塗工層用塗工液を塗工した後、直ちに表面温度が85℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後離型させ、光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。このときのキャスト塗工層の塗工量は固形分重量で、6g/m2であった。
[キャスト塗工層用塗工液](固形分濃度25%、部は固形分重量部。)
ガラス転移点75℃のスチレン−2メチルヘキシルアクリレート共重合体と粒子径30nmのコロイダルシリカ(一次粒子の分散体であり凝集していない)との複合体エマルジョン(共重合体とコロイダルシリカは、重量比で40:60、エマルジョンの粒子径は80nm)100部、増粘・分散剤(アルキルビニルエーテル・マレイン酸誘導体共重合体)5部、離型剤(レシチン)3部。
実施例1において下塗り層まで設けたものを用いた(キャスト塗工層なし)。
比較例7
実施例3において下塗り層まで設けたものを用いた(キャスト塗工層なし)。
比較例8
紙基材をそのまま用いた。
[インクジェット記録適性]
インクジェットプリンターBJC600J(キヤノン(株)製)を用いて印字を行なった。
(ベタ印字部の均一性)
シアンインクとマゼンタインクの2色混合のベタ印字部の印字ムラ(濃淡ムラ)を目視にて評価した。
○:印字ムラは全くなく優れたレベル。
○−:印字ムラは殆どなく良好なレベル。
△:印字ムラがあり、実用上やや問題となるレベル。
×:印字ムラが著しく、実用上重大な問題となるレベル。
(インクの乾燥性)
シアンインクとマゼンタインクの2色混合のベタ印字部につきインクの乾燥性を評価した。
○:印字直後に指で触れてもまったく汚れない。
×:印字直後に指で触れると汚れる。
(インクジェット記録後の印字濃度)
黒ベタ印字部分の印字濃度をマクベスRD−914で測定。
JIS−P8142に準じて白紙部の75°光沢を測定した。
〔目視外観〕
光沢感、平滑感を目視により評価
◎:極めて優れる。
○:優れる。
△:やや劣る。
×:劣る。
印字品位、光沢を総合的に評価
5:極めて優れる。
4:優れる。
3:普通。
2:やや劣る。
1:劣る。
前記したシリカ微細粒子Aとカチオン性化合物を混合する際は、両者を混合分散後、さらに圧力式ホモジナイザー(SMT社製、商品名:超高圧式ホモジナイザーGM−1)を用いて粉砕し(加圧500kg/cm2)、分散液中のシリカの平均2次粒子径が、もとのシリカ微細粒子の平均2次粒子径になるまで処理した(1次粒子径は15nmのまま)。
紙基材上に、下記下塗り層用塗工液を、乾燥重量で10g/m2になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥した。次に、下記キャスト塗工層用塗工液を、上記の下塗り層上にエアーナイフコーターで塗工し、冷風で20秒乾燥し半乾燥状態にした後(塗工層絶乾量に対する水分率150%)、表面温度が90℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。このときのキャスト塗工層の塗工量は固形分重量で、4g/m2であった。
合成非晶質シリカ(ファインシールX−45;トクヤマ製、平均2次粒子径4.5μm、平均1次粒子径15nm)80部、ゼオライト(トヨビルダー;トーソー製、平均粒子径1.5μm)20部、シリル変性ポリビニルアルコール(R1130;クラレ製)20部、ガラス転移点75℃のスチレン−2メチルヘキシルアクリレート共重合体と粒子径30nmのコロイダルシリカとの複合体エマルジョン(共重合体とコロイダルシリカは重量比で40:60、エマルジョンの粒子径は80nm)40部、蛍光染料(WhitexBPSH;住友化学製)2部。
シリカ微細粒子A100部、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合体(カチオン性化合物:日東紡績社製、商品名;PAS−J−81)10部、カチオン性水性ウレタン樹脂(F−8564D;第一工業製薬製、Tg=73℃)25部、ステアリン酸アミド5部
合成非晶質シリカとして、ファインシールX−45に替えて、ファインシールX−37(トクヤマ製、平均2次粒子径2.5μm、平均1次粒子径15nm)を使用した以外は、実施例5と同様にして光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。
合成非晶質シリカとして、ファインシールX−45に替えて、ファインシールX−12(トクヤマ製、平均2次粒子径12.5μm、平均1次粒子径15nm)を使用した以外は、実施例5と同様にして光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。
合成非晶質シリカとして、ファインシールX−45に替えて、ファインシールF−80(トクヤマ製、平均二次粒子径1.5μm、平均1次粒子径15nm)を使用した以外は、実施例5と同様にして光沢タイプのインクジェット記録用紙を得た。
インクジェットプリンターBJC600J(キヤノン(株)製)を用いて印字を行なった。
(ベタ印字部の均一性)
シアンインクとマゼンタインクの2色混合のベタ印字部の印字ムラ(濃淡ムラ)を目視にて評価した。
○:印字ムラは見られず良好なレベル。
△:印字ムラがややあり、実用上やや問題となるレベル。
×:印字ムラが著しく、実用上重大な問題となるレベル。
シアンインクとマゼンタインクのベタ印字部を境界を接して印字させた時のにじみの程度を目視にて評価した。
◎:にじみは見られず良好なレベル。
○:にじみはわずかに見られるが実用上問題のないレベル。
△:にじみが目立ち、実用上問題となるレベル。
×:にじみが著しく、実用上重大な問題となるレベル。
シアンインクとマゼンタインクの2色混合のベタ印字部につきインクの乾燥性を評価した。
○:印字直後に指で触れてもまったく汚れない。
△:印字直後に指で触れると少し汚れるが実用上問題ない。
×:印字直後に指で触れると汚れが著しい。
(インクジェット記録後の印字濃度)
黒ベタ印字部分の印字濃度をマクベスRD−914で測定。
JIS−P8142に準じて白紙部の75°光沢を測定した。
〔外観〕
光沢ムラやざらつき等の表面の荒れ状態を目視により評価
◎:極めて優れる。
○:優れる。
△:やや劣るが実用上問題ない。
×:極めて劣る。
Claims (1)
- 基材上に顔料および接着剤を含有する下塗り層を少なくとも1層設け、さらに下塗り層上にキャスト塗工層を設けたインクジェット記録用紙において、下塗り層が、顔料として平均2次粒子径が2μm〜8μmの無定形シリカ粒子を含有し、キャスト塗工層が、非晶質シリカ(ただし、コロイダルシリカを除く)を機械的手段により処理して得た、1次粒子の平均粒子径が3nm以上40nm以下で、2次粒子の平均粒子径が10nm以上400nm以下のシリカ微細粒子を含有し、且つ、下塗り層が、カチオン性化合物を含有せず、キャスト塗工層が、カチオン性化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録用紙。
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