JP3852241B2

JP3852241B2 - 記録シート

Info

Publication number: JP3852241B2
Application number: JP13513499A
Authority: JP
Inventors: 賢人宮本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2019-05-17
Also published as: JP2000318305A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録シートに係り、特に、水性インクを用いて印字を行った場合に、記録シートにブリーディングやフェザリングと呼ばれるインクの滲みが生じたり、インクが記録シートの裏面まで達するということがなく、良好な印字が行えると共に、インクが記録シートに速やかに浸透してインクの乾燥も速やかに行われる記録シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット方式の記録装置が広く利用されるようになり、このような記録装置においては、そのインクに、油性のインクの他に、取り扱いの容易性や安全性等の面から、染料を水性媒体中に溶解させ、或いはカーボンブラック等の顔料を水性媒体中に分散させた水性インクが広く用いられるようになった。
【０００３】
ここで、このような水性インクを用いて複写機等に使用されている一般の記録紙に対して印字を行った場合、ブリーディングやフェザリングと呼ばれるインクの滲みが生じたり、インクが記録紙の裏面にまで達する等の問題があった。
【０００４】
このため、従来においては、一般にインクジェット専用の記録シートが用いられているが、コストが高く付くという問題があった。
【０００５】
そこで、近年においては、複写機等に使用されている一般の記録紙の特性を改質し、ブリーディングやフェザリングと呼ばれるインクの滲みが生じたり、インクが記録紙の裏面にまで達するのを防止することが検討されるようになった。
【０００６】
そして、このようなインクの滲みや、インクが記録紙の裏面にまで達するのを防止するため、従来より紙に疎水性の化合物であるサイズ剤を添加させる方法が行われている。
【０００７】
ここで、紙を製造するにあたり、硫酸バンドを用いてｐＨ６以下の酸性下で抄紙を行う場合、抄紙機が腐食したり、また得られた紙の保存性が悪くなる等の問題があり、このため、近年においては、填料に安価な炭酸カルシウムを用いて、中性或いはアルカリ性で抄紙を行うことが一般に行われている。
【０００８】
そして、このように中性或いはアルカリ性で抄紙を行う場合、上記のサイズ剤としては、アルキルケテンダイマーやアルケニル無水コハク酸を水等の分散媒体に分散させたサイズ剤等が一般に使用されている。
【０００９】
しかし、これらのサイズ剤はいずれも高価で、生産コストが高く付くと共に、抄紙時において、例えばプレスロール等に汚れが発生するという問題があり、またこれらのサイズ剤におけるサイズ効果は必ずしも十分ではなく、インクの滲みや、インクが記録紙の裏面にまで達するのを十分に防止することができないという問題があった。
【００１０】
また、近年においては、特公平３−７９８４０号公報に示されるように、３価や４価のアルコールとロジンエステル化物を分散相にする水性分散液からなるサイズ剤を用いて抄紙するようにしたものが提案されているが、この場合、サイズ剤を使用する際の抄紙条件、特にｐＨを適正にコントロールする必要があり、またサイズ性能が低いため、サイズ剤の添加率を高める必要があり、コストが高く付くと共に、抄紙時における発泡や汚れがひどくなるという問題があった。
【００１１】
さらに、特開平５−１２５６９３号公報、特開平８−３８９４号公報、特開平８−３３７９９７号公報等に示されるように、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸系モノマーとの共重合体を中和した分散剤や、（メタ）アクリルアミド系分散剤等を用いてロジン系物質を分散させて得られるサイズ剤を用いることも提案されているが、いずれも分散安定性やサイズ効果等が十分ではなく、また抄紙時に発泡する等の問題があった。
【００１２】
また、上記のようにサイズ剤を紙に添加させた場合、このサイズ剤が紙の隙間に入り込んで、紙におけるインクの浸透性が悪くなり、インクの乾燥が遅くなるという問題もあった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明における記録シートは、上記のような様々な問題を解決することを課題とするものであり、水性インクを用いて印字を行った場合に、記録シートにブリーディングやフェザリングと呼ばれるインクの滲みが生じたり、インクが記録シートの裏面まで達するということがなく、良好な印字が行えると共に、インクが速やかに浸透して、インクが速やかに乾燥されるようにすることを課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明における記録シートにおいては、上記のような課題を解決するため、記録シートに前記の化１における構造式（１）で示されるチタン系カップリング剤を塗布又は含浸させるようにしたのである。
【００１７】
そして、この発明における記録シートのように、前記の構造式（１）に示されるチタン系カップリング剤を紙に塗布または含浸させると、このカップリング剤における反応性基が紙のセルロースと反応して、これらのカップリング剤における疎水性の有機基が紙の表面に配向すると考えられ、これによりブリーディングやフェザリングと呼ばれるインクの滲みが抑制されると共に、インクが記録シートの裏面まで達するのが防止されると考えられる。
【００１８】
また、上記のカップリング剤は単分子膜として作用すると考えられ、従来のサイズ剤のように紙の隙間に入り込んで、紙におけるインクの浸透性が悪くなるということがなく、インクが速やかに記録シートの内部に浸透して、インクが速やかに乾燥し、さらに紙のセルロースとカップリング剤における反応性基との結合が共有結合であるため、ｐＨによる影響も少ないと考えられる。
【００１９】
ここで、上記のようなカップリング剤を紙に塗布又は含浸させる時期については特に限定されず、例えば、製紙工程の調合段階、サイズプレス時、製紙後において実施することができ、特に、カップリング剤の添加量を少なくしたり、その効果が十分に得られるようにするためには、サイズプレス時や製紙後に行うことが好ましく、また上記のカップリング剤を紙に塗布又は含浸させる方法も特に限定されず、噴霧，浸漬，塗布等の方法を用いることができる。
【００２０】
なお、上記のカップリング剤を紙に塗布又は含浸させる量については使用する紙の種類によって異なるが、十分な効果が得られようにするためには、紙に塗布又は含浸させる量を１００ｍｇ／ｍ² 以上にすることが必要である。
【００２１】
ここで、上記の構造式（１）に示すチタン系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルホスファイト）チタネート、イソプロピルトリス（ジドデシルホスファイト）チタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート等を用いることができる。
【００２４】
また、この発明における記録シートに使用する紙の種類は特に限定されず、種々の記録紙及びそのコート紙、クラフト紙等を用いることができ、さらにこの紙に種々の填料、染料、硫酸アルミニウム等の種々の添加剤も必要に応じて添加させることができる。
【００２５】
【実施例】
以下、この発明の実施例に係る記録シートについて具体的に説明すると共に、比較例を挙げ、この発明の実施例に係る記録シートが優れている点を明らかにする。
【００２６】
（参考例１）
参考例１においては、カップリング剤として、シラン系カップリング剤であって、下記の化２に示す構造式（２）において、下記の表１に示すように、Ｒ₁の炭素数が６、Ｒ₂の炭素数が２になったｎ−プロピルトリエトキシシランを用い、このｎ−プロピルトリエトキシシランをイソプロピルアルコールに５重量％溶解させた溶液を調整し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．１５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて参考例１の記録シートを得た。
【化２】

構造式（２）中、Ｒ ₁ は炭素数が２〜６のアルキル基又は不飽和炭化水素基、Ｒ ₂ は炭素数が１〜４のアルキル基である。
【００２７】
（参考例２，３）
参考例２，３においては、参考例１と同じカップリング剤を用い、上記のように調製した溶液を普通紙に塗布するにあたり、参考例２ではカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるようにし、参考例３ではカップリング剤の塗布量が０．０８ｇ／ｍ² になるようにし、これを乾燥させて参考例２，３の各記録シートを得た。
【００２８】
（比較例１）
比較例１においては、カップリング剤として、シラン系カップリング剤であって、下記の表１に示すように、前記の構造式（２）におけるＲ₁の炭素数が４、Ｒ₂の炭素数が５になったブチルトリペンチルオキシシランを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて比較例１の記録シートを得た。
【００２９】
（比較例２）
比較例２においては、カップリング剤として、シラン系カップリング剤であって、下記の表１に示すように、前記の構造式（２）におけるＲ₁の炭素数が８、Ｒ₂の炭素数が２になったｎ−オクチルトリエトキシシランを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて比較例２の記録シートを得た。
【００３０】
（比較例３）
比較例３においては、カップリング剤を添加させずに、イソプロピルアルコールと水との混合液を普通紙に塗布し、これを乾燥させて比較例３の記録シートを得た。
【００３１】
次に、上記のようにして得た参考例１〜３及び比較例１〜３の各記録シートに０．０１ｍｌのインクを滴下し、各記録シートにおけるインクの浸透性、滴下されたインクの真円性及びフェザリング性の評価を行い、これらの結果を下記の表１に合わせて示した。
【００３２】
ここで、浸透性、真円性及びフェザリング性の評価については、それぞれ処理を行わなかった普通紙と比較した。そして、浸透性については、普通紙と同程度の場合を○、普通紙より遅れる場合を×で示した。また、真円性については、普通紙より優れる場合を○、普通紙と同程度の場合を△、普通紙より悪くなる場合を×で示した。また、フェザリング性については、普通紙より優れる場合を○、普通紙と同程度の場合を△、普通紙より悪くなる場合を×で示した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
この結果から明らかなように、前記の構造式（２）に示した条件を満たすシラン系カップリング剤を塗布した参考例１〜３の各記録シートは、カップリング剤を塗布していない普通紙や比較例３の記録シート及びＲ₂における炭素数が５になって反応性が低下したカップリング剤を塗布した比較例１の記録シートに比べて真円性やフェザリング性が向上し、またＲ₁における炭素数が８になって疎水性が強くなり過ぎたカップリング剤を塗布した比較例２の記録シートのようにインクの浸透性が低下するということもなかった。
【００３６】
（参考例４）
参考例４においては、カップリング剤として、アルミニウム系カップリング剤であって、下記の化３に示す構造式（３）において、下記の表２に示すように、Ｒ₈の炭素数が３、Ｒ₉の炭素数が２になったジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて参考例４の記録シートを得た。
【化３】

構造式（３）中、Ｒ ₈ は炭素数が１〜４のアルキル基、Ｒ ₉ は炭素数が２〜１８のアルキル基である。
【００３７】
（参考例５）
参考例５においては、カップリング剤として、アルミニウム系カップリング剤であって、下記の表２に示すように、前記の構造式（３）におけるＲ₈の炭素数が３、Ｒ₉の炭素数が１７になったジイソプロポキシアルミニウムステアリルアセトアセテートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて参考例５の記録シートを得た。
【００３８】
（比較例４）
比較例４においては、カップリング剤として、アルミニウム系カップリング剤であって、下記の表２に示すように、前記の構造式（３）におけるＲ₈の炭素数が６、Ｒ₉の炭素数が２になったジヘキソキシアルミニウムエチルアセテートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて比較例４の記録シートを得た。
【００３９】
（比較例５）
比較例５においては、カップリング剤として、アルミニウム系カップリング剤であって、下記の表２に示すように、前記の構造式（３）におけるＲ₈ の炭素数が２、Ｒ₉ の炭素数が２０になったジエトキシアルミニウムエイコシルアセテートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて比較例５の記録シートを得た。
【００４０】
そして、上記のようにして得た参考例４，５及び比較例４，５の各記録シートについても、上記の参考例１〜３及び比較例１〜３の場合と同様にして、インクの浸透性、滴下されたインクの真円性及びフェザリング性の評価を行い、これらの結果を下記の表２に合わせて示した。
【００４１】
【表２】

【００４２】
この結果から明らかなように、前記の構造式（３）に示した条件を満たすアルミニウム系カップリング剤を塗布した参考例４，５の各記録シートは、カップリング剤を塗布していない普通紙や、Ｒ₈における炭素数が６になって疎水性が低下したカップリング剤を塗布した比較例４の記録シートに比べて真円性やフェザリング性が向上し、またＲ₉における炭素数が２０になって疎水性が強くなり過ぎたカップリング剤を塗布した比較例４の記録シートのようにインクの浸透性が低下するということもなかった。
【００４３】
（実施例１）
実施例１においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがアルカノイルオキシ基でＲ₆の炭素数が１７になったステアロイルオキシ基からなるイソプロピルトリステアロイルチタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて実施例１の記録シートを得た。
【００４４】
（実施例２）
実施例２においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがアルカノイルオキシ基でＲ₆の炭素数が７になったイソオクタノイルオキシ基からなるイソプロピルトリイソオクタノイルチタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて実施例２の記録シートを得た。
【００４５】
（実施例３）
実施例３においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがアルキルフェニルオキシ基でＲ₇の炭素数が３になったクミルオキシ基からなるイソプロピルトリクミルチタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて実施例３の記録シートを得た。
【００４６】
（実施例４）
実施例４においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがパイロホスフォノキシ基でＲ₆の炭素数が８になったジオクチルパイロホスフォノキシ基からなるイソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて実施例４の記録シートを得た。
【００４７】
（実施例５）
実施例５においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがジアルキルホスフォノ基でＲ₆の炭素数が８になったジオクチルホスフォノ基からなるイソプロピルトリス（ジオクチルホスファイト）チタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて実施例５の記録シートを得た。
【００４８】
（実施例６）
実施例６においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがジアルキルホスフォノ基でＲ₆の炭素数が１２になったジドデシルホスフォノ基からなるイソプロピルトリス（ジドデシルホスファイト）チタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて実施例６の記録シートを得た。
【００４９】
（実施例７）
実施例７においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがアルキルフェニルスルホニルオキシ基でＲ₆の炭素数が１２になったドデシルフェニルスルホニルオキシ基からなるイソプロピルトリドデシルフェニルスルホニルチタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて実施例７の記録シートを得た。
【００５０】
（比較例６）
比較例６においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがアルカノイルオキシ基でＲ₆の炭素数が５になったヘキサノイルオキシ基からなるイソプロピルトリヘキサノイルチタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて比較例６の記録シートを得た。
【００５１】
（比較例７）
比較例７においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が３、Ｘがアルカノイルオキシ基でＲ₆の炭素数が１９になったエイコサノイルオキシ基からなるイソプロピルトリエイコサノイルチタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて比較例７の記録シートを得た。
【００５２】
（比較例８）
比較例８においては、カップリング剤として、チタン系カップリング剤であって、下記の表３に示すように、前記の構造式（１）におけるＲ₅の炭素数が６、Ｘがアルカノイルオキシ基でＲ₆の炭素数が７になったオクタノイルオキシ基からなるヘキシルトリオクタノイルチタネートを用い、上記の参考例１と同様にしてこのカップリング剤の溶液を調製し、この溶液を普通紙にカップリング剤の塗布量が０．５ｇ／ｍ² になるように塗布し、これを乾燥させて比較例８の記録シートを得た。
【００５３】
そして、上記のようにして得た実施例１〜７及び比較例６〜８の各記録シートについても、上記の参考例１〜３及び比較例１〜３の場合と同様にして、インクの浸透性、滴下されたインクの真円性及びフェザリング性の評価を行い、これらの結果を下記の表３に合わせて示した。
【００５４】
【表３】

【００５５】
この結果から明らかなように、前記の構造式（１）に示した条件を満たすチタン系カップリング剤を塗布した実施例１〜７の各記録シートは、カップリング剤を塗布していない普通紙や、Ｒ₆の炭素数が５になって疎水性が低下したカップリング剤を塗布した比較例６の記録シート、Ｒ₅の炭素数が６になって反応性が低下したカップリング剤を塗布した比較例８の記録シートに比べて真円性やフェザリング性が向上し、またＲ₆の炭素数が１９になって疎水性が強くなり過ぎたカップリング剤を塗布した比較例７の記録シートのようにインクの浸透性が低下するということもなかった。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における第１〜第３の記録シートにおいては、前記の構造式（１）に示されるチタン系カップリング剤を紙に塗布または含浸させたため、これによりブリーディングやフェザリングと呼ばれるインクの滲みが抑制されると共に、インクが記録シートの裏面まで達するのが防止され、さらに上記の各カップリング剤が従来のサイズ剤のように紙の隙間に入り込んで、紙におけるインクの浸透性が悪くなるとことがなく、インクが速やかに記録シートの内部に浸透して、インクが速やかに乾燥されるようになった。

Claims

下記の化１における構造式（１）に示されるチタン系カップリング剤が記録シートに塗布又は含浸されてなることを特徴とする記録シート。

構造式（１）中、Ｒ₅は炭素数が１〜４のアルキル基、Ｘは−ＯＣＯＲ₆，−Ｐ（ＯＨ）（ＯＲ₆）₂，−ＯＰＯ（ＯＨ）・ＰＯ（ＯＲ₆）₂，−ＯＳＯ₂Ｃ₆Ｈ₄ −Ｒ₆ ，−ＯＣ₆Ｈ₄ −Ｒ₇から選択される基であり、Ｒ₆は炭素数が７〜１８のアルキル基、Ｒ₇は炭素数が１〜４のアルキル基である。