JP4051838B2 - 被記録体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢に優れ、インクジェット記録適性に優れたインクジェット記録用紙に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェットプリンタによる記録は、騒音が少なく、高速記録が可能であり、かつ、多色化が容易なために多方面で利用されている。インクジェット記録用紙としては、インク吸収性に富むように工夫された上質紙や、表面に多孔性顔料を塗工した塗工紙等が適用されている。ところで、これらの用紙はすべて表面光沢の低い、いわゆるマット調のインクジェット記録用紙が主体であるため、表面光沢の高い、優れた外観を持つインクジェット記録用紙が要望されている。一般に、表面光沢の高い用紙としては、表面に板状顔料を塗工し、さらに必要に応じてキャレンダー処理を施した高光沢を有する塗工紙、あるいは湿潤塗工層を鏡面を有する加熱ドラム面に圧着、乾燥することにより、その鏡面を写し取ることによって得られる、いわゆるキャスト塗工紙が知られている。このキャスト塗工紙はスーパーキャレンダー仕上げされた通常の塗工紙に比較して高い表面光沢とより優れた表面平滑性を有し、優れた印刷効果が得られることから、高級印刷物等の用途に専ら利用されているが、インクジェット記録用紙に利用した場合、種々の難点を抱えている。
【0003】
すなわち、一般に従来のキャスト塗工紙は、例えばUS5275846号に開示されているように、その塗工層を構成する顔料組成物中の接着剤等の成膜性物質がキャストコーターの鏡面ドラム表面を写し取ることにより高い光沢を得ている。他方、この成膜性物質の存在によって塗工層の多孔性が失われ、インクジェット記録時のインクの吸収を極端に低下させる等の問題を抱えている。そして、このインク吸収性を改善するには、キャスト塗工層がインクを容易に吸収できるようにポーラスにしてやることが重要であり、そのためには成膜性を減ずることが必要となるが、成膜性物質の量を減らすことにより、結果として白紙光沢が低下する。以上の如く、キャスト塗工紙の表面光沢とインクジェット記録適性の両方を同時に満足させることが極めて困難であった。上記問題を解決する方法として、顔料および接着剤を主成分とする記録層を設けた原紙上に、エチレン性不飽和結合を有するモノマーを重合させてなる40℃以上のガラス転移点を有する共重合体を主成分とする塗工液を塗工してキャスト用塗工層を形成せしめ、該キャスト用塗工層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げることにより、優れた光沢とインク吸収性を兼ね備えるインクジェット記録用キャスト紙が得られることを本発明者等は見出し、特開平7−89220号として提案した。近年インクジェット記録の高速化、記録画像の高精細化、フルカラー化といった用途の拡大に伴い、さらに強光沢かつ高画質、高記録濃度の品質が望まれてきており、例えば銀塩方式の写真用印画紙に匹敵する様な光沢、記録品質が求められているが、このような要求を満たすには、先に提案した技術を使用しても達成が困難であるのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光沢性に優れ、印字濃度、記録画質等のインクジェット記録適性に優れたインクジェット記録用紙を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の発明から選択される。
〔1〕基材にシリカ顔料および接着剤を含有するインク定着層を少なくとも2層設け、該インク定着層と基材の間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層設けたインクジェット記録体であり、少なくとも2層のインク定着層中のシリカ顔料が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500nm以下の凝集体微細粒子顔料であり、少なくとも表層のインク定着層はカチオン性化合物を含有する層であり、前記下塗り層はカチオン量が表層のインク定着層のカチオン量の50%以下であり、且つインク定着層の表層がキャスト塗工層であることを特徴とする被記録体。
〔2〕インク定着層の表層が、塗工液を塗工し、該塗工層が湿潤状態にある問に、加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げてなることを特徴とする〔1〕記載の被記録体。
〔3〕少なくともインク定着層は、表層のインク定着層と下層のインク定着層を含み、下層のインク定着層のカチオン量が、表層のインク定着層のカチオン量の50%以下である〔1〕又は〔2〕のいずれかに記載の被記録体。
〔4〕塗工装置を少なくとも2箇所に有するキャスト塗工装置を用い、基材にシリカ顔料および接着剤を含有するインク定着層を少なくとも2層設け、該インク定着層と基材の間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層設けたインクジェット記録体であり、少なくとも2層のインク定着層中のシリカ顔料が、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500nm以下の凝集体微細粒子顔料であり、少なくとも表層のインク定着層はカチオン性化合物を含有する層であり、前記下塗り層はカチオン量が表層のインク定着層のカチオン量の50%以下であり、且つインク定着層の表層がキャスト塗工層である被記録体の製造方法であり、該インク定着層中の表層を、その塗工液を塗工し、塗工層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥してキャスト塗工層として仕上げることを特徴とする被記録体の製造方法。
【0006】
〔5〕表面の75°光沢度(JIS−P8142)が30%以上であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の被記録体。
〔6〕下塗り層が、カチオン性化合物を含有しないことを特徴とする〔1〕〜〔3〕及び〔5〕のいずれかに記載の被記録体。
〔7〕下塗り層の顔料が、非晶質シリカ、アルミナ、ゼオライトの少なくとも一種を含有することを特徴とする〔1〕〜〔3〕、〔5〕及び〔6〕のいずれかに記載の被記録体。
【0007】
〔8〕下塗り層の顔料の平均粒子径(2次粒子)が1μm以上20μm以下であることを特微とする〔1〕〜〔3〕、〔5〕、〔6〕及び〔7〕のいずれかに記載の被記録体。
〔9〕下塗り層が、エチレン性不飽和結合を有するモノマーを重合させてなる重合体樹脂とコロイダルシリカとの複合体を含有することを特徴とする〔1〕〜〔3〕、〔5〕、〔6〕〜〔8〕に記載の被記録体。
〔10〕インク定着層が、顔料100重量部に対し接着剤を5〜100重量部含有することを特徴とする〔1〕〜〔3〕、〔5〕、〔6〕〜〔9〕のいずれかに記載の被記録体。
〔11〕インク定着層において、表層の接着剤の(顔料100部に対する)含有割合が下層の含有割合より多いことを特徴とする〔10〕に記載の被記録体。
〔12〕被記録体がインクジェット記録体である上記いずれかに記載の被記録体。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる基材としては、特に限定されるものではなく、一般の塗工紙に使用される酸性紙、あるいは中性紙等の紙基材が適宜使用される。また透気性を有する樹脂シート類も用いることができる。紙基材は木材パルプと必要に応じ含有する顔料を主成分として構成される。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、一般に250〜550ml(CSF:JIS P8121)程度である。紙送り歯車の傷を軽減するには叩解度を進めるほうが望ましいが、用紙に記録した場合にインク中の水分によって起こる用紙のボコツキや記録画像のにじみは、叩解を進めないほうが良好な結果を得る場合が多い。従ってフリーネスは300〜500ml程度が好ましい。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。特に焼成カオリン、シリカ、ゼオライトは、インク中の溶媒を吸収するため、好適に使用される。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。また、前述の紙送り歯車の傷も付き易くなる。従って灰分として3〜15%程度がさらに好ましい。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。さらに、抄紙機のサイズプレス工程において、デンプン、ポリビニルアルコール類、カチオン樹脂等を塗布・含浸させ、表面強度、サイズ度等を調整できる。サイズ度(100g/m2の紙として)は1〜200秒程度が好ましい。サイズ度が低いと、塗工時に皺が発生する等操業上問題となる場合があり、高いとインク吸収性が低下したり、印字後のカールやコックリングが著しくなる場合がある。より好ましいサイズ度の範囲は4〜120秒である。基材の坪量は、特に限定されないが、20〜400g/m2程度である。
【0009】
本発明においては、基材上には、インク定着層を2層以上設けるが、インクの吸収容量、吸収速度を高める目的で、下塗り層を設ける。尚、インク定着層とは、主にインクジェットインク成分中の着色剤すなわち染料または着色顔料を定着させる層であり、下塗り層は主にインクジェットインク成分中の溶媒を速やかに吸収する層である。ただし、その区別は必ずしも明確ではなく、インク量が少ない場合、着色剤はインク定着層の表層(インク定着層の上層、光沢層ともいう)のみに定着されることが考えられ、インク量が多くなると、着色剤の一部はインク定着層の下層にも定着され、更にインク付与量が多いとき、着色剤の一部は下塗り層あるいは基材中に定着される場合もありうる。基材上に設けられる下塗り層は、顔料と接着剤を主成分として含有する。下塗り層中の顔料は、カオリン、クレー、焼成クレー、非晶質シリカ(無定形シリカともいう)、合成非晶質シリカ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、アルミナ、コロイダルシリカ、ゼオライト、合成ゼオライト、セピオライト、スメクタイト、合成スメクタイト、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスチックピグメント、ハイドロタルサイト、尿素樹脂系プラスチックピグメント、ベンゾグアナミン系プラスチックピグメント等、一般塗工紙製造分野で公知公用の各種顔料が1種若しくはそれ以上、併用することが出来る。これらの中でも、インク吸収性の高い無定形シリカ、アルミナ、ゼオライトを主成分として含有させるのが好ましい。これらの顔料(主成分として使用するもの)の平均粒子径(凝集顔料の場合は凝集粒径)は1〜20μm程度が好ましく、より好ましくは2〜10μm、さらに好ましくは3〜8μmである。1μm未満であるとインク吸収速度向上の効果に乏しくなり、20μmを超えて大きいとキャスト塗工層を設けた後での平滑性や光沢が不十分となる恐れがある。ただし、インク吸収性を調整したり、下塗り層上に塗工する塗料の浸透を制御する目的で、副成分として粒子径の小さい顔料を配合することができる。この様な顔料としてはコロイダルシリカ、アルミナゾル、或いは後述するインク定着層に含有させるシリカ微細粒子等が挙げられる。
【0010】
下塗り層の接着剤としては、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類、澱粉や酸化澱粉等の各種澱粉類、ポリビニルアルコール、カチオン性ポリビニルアルコール、シリル変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールを含むポリビニルアルコール類、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロース等のセルロース誘導体、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス、等一般に塗工紙用として用いられている従来公知の接着剤が単独、あるいは併用して用いられる。顔料と接着剤の配合割合は、その種類にもよるが、一般に顔料100重量部に対し接着剤1〜100重量部、好ましくは2〜50重量部の範囲で調節される。その他、一般塗工紙の製造において使用される分散剤、増粘剤、消泡剤、帯電防止剤、防腐剤等の各種助剤が適宜添加される。下塗り層中には蛍光染料、着色剤を添加することもできる。
【0011】
下塗り層中には、インクジェット記録用インク中の着色剤(染料または着色顔料)成分を定着する目的で、カチオン性化合物を配合することもできる。ただし、後で述べる様に、インク中の着色剤はできるだけ表面に近い部分に定着させた方が、印字(記録)濃度が高くなるため好ましい。このためには、下塗り層中よりもインク定着層中、とりわけ表層(インク定着層の上層、光沢層)中にカチオン性化合物を多く配合するのが好ましく、下塗り層中のカチオン量はインク定着層表層の50%以下、好ましくは20%以下とする。更に好ましくは、インク定着層中とりわけ表層中のみにカチオン性化合物を配合し、下塗り層中にはカチオン性化合物が実質的に存在しないのが良い。実質的に存在しないとは、カチオン性界面活性剤等を助剤的に微量添加することは除外される。インク定着層中、とりわけ表層中のみにカチオン性化合物を配合し、下塗り層中にはカチオン性化合物が実質的に存在しない場合に、表層(キャスト塗工層)を設けた際の光沢が極めて優れる。また、同様にインク定着層の表層(上層、光沢層)より下にあるインク定着層のカチオン性化合物の量は、表層より低く、好ましくはカチオン量がインク定着層の表層のカチオン量の50%以下であり、より好ましくは20%以下であり、実質的に存在させなくてもよい。インク定着層の表層のみにカチオン性化合物を配合し、下塗り層、インク定着層下層には実質的にカチオン性化合物を含有させない態様では光沢が極めて優れる。またインク中の着色剤は表層のインク定着層に優先的に定着されるため記録濃度が高い。またインク定着層の顔料が1μm以下であり、顔料の透明性が優れ、いっそう発色濃度の高い記録が得られる。カチオン量とは、各層に含まれるカチオン基の総量を指し、具体的には、各層に含まれるカチオン樹脂量にカチオン強度を掛けたものを指す。カチオン強度は、広くコロイド滴定法や流動電位法等により測定されているが、後者の流動電位法が測定の個人差が少なく、望ましい。カチオン強度の単位はミリ当量/gで表されるため、カチオン量の単位はミリ当量/層で表される。尚、カチオン性化合物配合の効果は、着色剤がアニオン性である場合特に有効である。
【0012】
下塗り層中には、コロイダルシリカ及び/またはエチレン性不飽和結合を有するモノマーを重合させてなる重合体樹脂、或いは、コロイダルシリカとエチレン性不飽和結合を有するモノマーを重合させてなる重合体樹脂との複合体を含有させると、光沢がより発揮される。この理由は必ずしも明らかではないが、前記重合体樹脂或いは複合体の存在が、下塗り層のインク吸収性を維持したまま、インク定着層用塗工組成物の下塗り層への浸透を抑制するためと推定される。更にその理由は不明であるがキャスト方式によりキャスト塗工層を設ける際に、キャストドラムからの離型性が向上する傾向がある。エチレン性不飽和結合を有するモノマーを重合させてなる重合体樹脂としては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート等のアルキル基炭素数が1〜18個のアクリル酸エステル、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等のアルキル基炭素数が1〜18個のメタクリル酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリルアミドN−メチロールアクリルアミド、エチレン、ブタジエン等のエチレン性モノマーを重合して得られる重合体が挙げられる。なお、重合体は、必要に応じて2種類以上のエチレン性モノマーを併用した共重合体であっても良いし、さらに、これら重合体あるいは共重合体の置換誘導体でも良い。因みに、置換誘導体としては、例えばカルボキシル基化したもの、またはそれをアルカリ反応性にしたもの等が例示される。
【0013】
コロイダルシリカとの複合化は、上記のエチレン性モノマーをシランカップリング剤等とコロイダルシリカの存在下で重合させ、Si−O−R結合(R:重合体成分)によって複合体にする、あるいは必要に応じシラノール基等で変性した重合体樹脂とコロイダルシリカを反応させ、Si−O−R結合(R:重合体成分)によって複合体にする方法が挙げられる。上記複合体の重合体成分のTg(ガラス転移点)は40℃以上が好ましく、50〜100℃の範囲がより望ましい。Tgが低いと乾燥の際に成膜が進みすぎるためか、インクの吸収が遅くなりにじみが発生する恐れがある。さらに、その理由は必ずしも明らかではないが、Tgが40℃以上の場合、キャスト方式によりキャスト塗工層を設ける際のキャストドラムからの離型性がより向上する傾向がある。
【0014】
上記材料をもって構成される下塗り層用組成物は、一般に固形分濃度を5〜50重量%程度に調整し、紙基材上に乾燥重量で2〜100g/m2、好ましくは5〜50g/m2程度、更に好ましくは10〜20g/m2程度になるように塗工する。塗工量が少ないと、インク吸収性改良効果が充分に得られなかったり、表層(インク定着層の上層)を設けた際に光沢が十分に出ない恐れがあり、多いと、印字濃度が低下したり、塗工層の強度が低下し粉落ちや傷が付き易くなる場合がある。下塗り層用組成物は、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブラシコーター、チャンプレックスコーター、バーコーター、リップコーター、グラビアコーター、カーテンコーター、スロットダイコーター、スライドコーター等の各種公知公用の塗工装置により塗工、乾燥される。さらに、必要に応じて下塗り層の乾燥後にスーパーキャレンダー、ブラシ掛け等の平滑化処理を施すこともできる。
【0015】
本発明では、基材上に設けた上記した顔料と接着剤を含有する下塗り層上にインク定着層を少なくとも2層(上層と下層)設ける。このインク定着層は、平均粒子径(凝集体顔料の場合は、凝集粒径平均値)が1μm以下のシリカ微細粒子顔料と接着剤を含有する。 本発明では、インク定着層の下層を設けることにより、インクがより均一に吸収される結果、ニジミが少なく均一な発色が得られ、発色ムラの無い優れた画像が得られる。顔料としては、1次粒子が凝集した2次粒子である場合、インクの吸収性が高くなり好ましい。さらに上記顔料は、2次粒子(凝集体微細顔料)で2次粒子平均粒子径が1μm以下であり、特に10nm以上500nm以下、好ましくは10nm以上300nm以下、なお好ましくは15nm以上150nm以下であり、最も好ましくは20nm以上100nm以下である。2次粒子を構成する1次粒子の平均粒子径は3nm以上40nm以下が好ましい。より好ましくは5nm以上30nm以下、さらに好ましくは7nm以上20nm以下である。2層のインク定着層の顔料粒子径が小さいため透明性に優れ、発色濃度が極めて高い画像が得られる。
【0016】
以下シリカ微細粒子について説明する。
各インク定着層に用いるシリカ微細粒子の調整方法は特に限定するものではないが、例えば、一般的に市販されている合成非晶質シリカ等(例えば2次粒子径は数ミクロン程度のもの)を機械的手段により強い力を与えて2次粒子径を小さくすることにより得ることが出来る。
この機械的手段としては、超音波ホモジナイザー、圧力式ホモジナイザー、高速回転ミル、ローラミル、容器駆動触媒ミル、触媒攪拌ミル、ジェットミル、サンドグラインダー等があげられる。このようにして処理されたシリカ微細粒子は、一般に固形分濃度が5〜20%程度の水分散体(スラリーあるいはコロイド粒子)として得られる。本発明でいう平均粒子径とは、電子顕微鏡(SEMとTEM)で観察した粒子径である(1万〜40万倍の電子顕微鏡写真を撮り、5cm四方中の粒子のマーチン径を測定し、平均したもの。
「微粒子ハンドブック」(朝倉書店)のp52、1,991年等に記載されている)。本発明で用いるシリカ微細粒子等の微細顔料(実質的に2次粒子が主体)の平均粒子径は、1μm以下、特に10nm以上500nm以下であり、好ましくは10nm以上300nm以下、より好ましくは15nm以上150nm以下、最も好ましくは20nm以上100nm以下に調整される。シリカ微細粒子顔料等の2次粒子の平均粒子径が1μmを越えると、インク定着層の透明性が低下し、インク定着層中に定着された着色剤の発色性が低下し、所望とする印字濃度が得られない。また、2次粒子の平均粒子径が極めて小さいシリカ微細粒子等を使用すると、インキ吸収性が低下し、ニジミ等の発生の恐れがあり所望とする画像品位を得ることが出来ない恐れもある。
【0017】
また、シリカ微細粒子等の微細顔料の1次粒子の平均粒径は、3nm以上40nm以下に調整するのが好ましく、より好ましくは5nm以上30nm以下、さらに好ましくは7nm以上20nm以下である。この1次粒子径の平均が3nm未満になると1次粒子問の空隙が著しく小さくなり、インキ中の溶剤や着色剤を吸収する能力が低下し、所望とする画像品位を得ることが出来ない恐れがある。また、1次粒子径の平均が40nmを越えると、凝集した2次粒子が大きくなり、インク定着層の透明性が低下し、インク定着層中に定着された着色剤の発色性が低下し、所望とする印字濃度が得られない恐れがある。
【0018】
各インク定着層中の全顔料中におけるシリカ微細粒子の比率は、記録層の透明性を維持するために、50%以上が望ましい。全顔料中のシリカ等の比率が 50%未満になると透明性の低下が懸念され、印字濃度等の画像品位が低下する場合もある。接着剤としては、水溶性樹脂(例えばポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、シリル変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール類、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白質類、でんぷん、カルボキシルメチルセルロースやメチルセルロース等のセルロース誘導体)、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系重合体ラテックス、スチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系共重合体ラテックス等の水分散性樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂等、その他一般に塗工紙分野で公知公用の各種接着剤が単独あるいは併用して使用される。水性ポリウレタン樹脂は、ウレタンエマルジョン、ウレタンラテックス、ポリウレタンラテックス等とも通称されている。ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネート化合物と活性水素含有化合物との反応から得られるものである。比較的多数のウレタン結合および尿素結合を含む高分子化合物である。
【0019】
水性ポリウレタン樹脂製造用ポリイソシアネート化合物には、特に限定はないが、例えばトリレンジイソシアネート、及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族系、ポリイソシアネート類、並びにヘキサメチレンジイソシアネート、及びイソホロンジイソシアネート等の脂肪族及び脂環族系ポリイソシアネート類が用いられる。
【0020】
水性ポリウレタン樹脂製造用活性水素含有化合物としては、一般に水酸基やアミノ基を有する化合物が用いられ、高分子を有するものとしてはポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、及びポリカーボネートジオール等が挙げられ、低分子量を有するものとしては、エチレングリコール、1,4ブタンジオール、及び1,6ヘキサンジオール等のグリコール類、並びにイソプロピルジアミン、及びヘキサメチレンジアミン等のジアミン類等が挙げられる。
【0021】
水性ポリウレタン樹脂は、水性媒体中に微粒子状に分散又は乳化しているものであって、その分散粒子の粒子径0.001〜20μm程度であり、その外観は透明な溶液、半透明のコロイダル分散液、及び、乳白色のエマルジョンである。本発明においてはこれらを一括して水性ポリウレタン樹脂と表現する。水性ポリウレタン樹脂は、乳化剤の存在下で高い機械的せん断力で強制乳化した強制乳化型と、分子鎖中にイオン性基等の親水性基を導入して親水性を賦与し、乳化剤の助力なしに水中に安定に分散し得るようにした自己乳化型と、さらに水中に溶解させた溶解型とに分類される。この内でも自己乳化型水性ポリウレタン樹脂が光沢、耐水性等に優れ、本発明に好ましく用いられる。自己乳化型水性ポリウレタン樹脂の中には、それに導入される親水性基の種類により、カチオン型(アミノ基等を導入)、アニオン型(カルボキシル基やスルフォン基等を導入)、ノニオン型(ポリエチレングリコール基等を導入)に分類される。インク定着層の上層等に用いる水性ポリウレタン樹脂としてはこの中でも、三級アミノ基等のカチオン基を導入し、それを酸で中和または四級化したカチオン型の水性ポリウレタン樹脂(カチオン性水性ポリウレタン樹脂)が好ましい。水性ポリウレタン樹脂がカチオン性の場合、インク吸収性、印字濃度に特に優れたキャスト塗工層が得られ、キャスト塗工層中に水性インク定着剤としてのカチオン性化合物が配合される場合、それとの混和性に優れている。
【0022】
尚、各インク定着層にカチオン性化合物を配合する場合、接着剤はカチオン性若しくはノニオン性のものが塗工用組成物の安定性が良いため好ましい。接着剤の配合量は顔料100重量部に対し1〜200重量部、より好ましくは5〜100重量部の範囲で調節される。ここで接着剤の量が少ないと、塗工層の強度が弱くなり上層のインク定着層の表面が傷つきやすくなったり、粉落ちが発生する場合がある。逆に接着剤の量が多いと、インク吸収性が低下し、所望のインクジェット記録適性が得られなくなる場合がある。ここで、表層(インク定着層の上層)の塗工用組成物中の接着剤の配合量(顔料100重量部に対する)をインク定着層下層より多くすると、表面の強度とインク吸収性のバランスに優れたものが得られ易く、好ましい。
【0023】
一般に、インク定着層の上層(キャスト塗工層)に使用される樹脂のガラス転移温度は−20℃以上が好ましく、より好ましくは40℃以上であり、得られるキャスト塗工層は、キャストドラムからの離型性に優れ、インクジェットプリンターのインクの吸収性も良好である。樹脂のガラス転移温度は60℃以上であることがさらに好ましい。このガラス転移温度に格別の上限はないが、一般に150℃以下であることが好ましい。50℃を超えると、ドラムからの離型性やインクの吸収性はいっそう優れたものになるが、逆に光沢が出にくくなり、またキャスト塗工層が脆くなるため、断裁時にダストが多くなったり、折り目からキャスト塗工層が欠けたりする、強度不足によるトラブルが発生する場合がある。したがって、ガラス転移点の異なる、2種類以上の樹脂を組み合わせることも、求められる特性によっては、しばしば効果的である。この理由は定かではないが、ガラス転移点の低い樹脂と高い樹脂が均一に混合されるのではなく、あたかも海/島構造を構成し、それぞれの樹脂の特徴を一層効果的に発揮するためと推測される。2種類以上の樹脂を組み合わせる場合好ましくは少なくとも一方はガラス転移点−20℃以上の樹脂とする。前記の各種樹脂の内、表層(インク定着層の上層)の樹脂としてはポリエーテルポリウレタン系樹脂、ポリエステルポリウレタン系樹脂等のウレタン系樹脂が好ましい。
【0024】
インクジェット用インクの着色剤は通常アニオン性であるため、インク定着層、好ましくは表層(上層のインク定着層)には、インク中の着色剤成分を定着させる目的で、カチオン性化合物を配合するのが好ましい。配合の方法は、前記シリカ等の微細粒子顔料に混合すれば良いが、特に微細顔料がシリカ微細粒子の場合、シリカ微細粒子は一般にアニオン性であり、混合の際シリカ微細粒子の凝集が起こる場合がある。この場合、一般的に市販されている非晶質シリカ(数ミクロンの二次粒子径を有する)を機械的手段により強い力を与えて微細粒子に粉砕する際、粉砕処理前の非晶質シリカにカチオン性化合物を一緒に混合分散してから機械的手段により分散・粉砕するか、あるいは微細化したシリカ2次粒子分散体に混合し、一旦増粘・凝集させた後、再度機械分散・粉砕する方法等をとることにより、前記特定の粒径に調整することができる。この様にして処理した顔料はカチオン性化合物が一部結合した構造をとり、安定して分散したスラリーとなっているためか、更に別途カチオン性化合物を追加配合しても凝集し難いという特徴を有する。
【0025】
カチオン性化合物としては、カチオン性樹脂や低分子カチオン性化合物(例えばカチオン性界面活性剤等)が例示できる。印字濃度向上の効果の点ではカチオン性樹脂が好ましく、水溶性樹脂あるいはエマルジョンとして使用できる。更にカチオン性樹脂を架橋等の手段により不溶化し粒子状の形態としたカチオン性有機顔料としても使用できる。このようなカチオン性有機顔料は、カチオン性樹脂を重合する際、多官能性モノマーを共重合し架橋樹脂とする、あるいは反応性の官能基(水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アセトアセチル基等)を有するカチオン性樹脂に必要に応じ架橋剤を添加し、熱、放射線等の手段により架橋樹脂としたものである。カチオン性化合物、特にカチオン性樹脂は接着剤としての役割を果たす場合もある。
【0026】
カチオン性樹脂は下記のものが例示できる。具体的には、1)ポリエチレンポリアミンやポリプロピレンポリアミンなどのポリアルキレンポリアミン類またはその誘導体、2)第2級アミン基や第3級アミン基や第4級アンモニウム基を有するアクリル樹脂、3)ポリビニルアミン、ポリビニルアミジン類、4)ジシアンジアミド−ホルマリン重縮合物に代表されるジシアン系カチオン樹脂、5)ジシアンジアミド−ジエチレントリアミン重縮合物に代表されるポリアミン系カチオン樹脂、6)エピクロルヒドリン−ジメチルアミン付加重合物、7)ジメチルジアリルアンモニウムクロライド−SO2共重合物、8)ジアリルアミン塩−SO2共重合物、9)ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物、10)アリルアミン塩の重合物、11)ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート4級塩重合物、12)アクリルアミドージアリルアミン塩共重合物等のカチオン性化合物。
【0027】
カチオン性化合物は、さらに印字画像耐水性を向上させる効果も有する。各インク定着層に配合できるカチオン性化合物は顔料100重量部に対し、1〜100重量部、より好ましくは5〜50重量部の範囲で使用することができる。配合量が少ないと印字濃度向上の効果が得られにくく、多いと逆に印字濃度が低下したり、画像のニジミやムラが発生する恐れもある。尚、カチオン性化合物は2層以上設けるインク定着層の少なくとも表層(上層のインク定着層)に配合すればその所望する効果は得られる場合が多いが、インク量が多い場合や表層の塗工量が少ない場合は他のインク定着層にも配合することもできる。カチオン性化合物は、印字濃度向上に特に効果があるものや、印字耐水性向上に特に効果があるもの等が存在し、それぞれを目的に応じて適宜使い分ける、或いは数種類のものを併用して使用することができる。表層以外のインク定着層用塗工液を基材上、または基材に設けた下塗り層上に塗工する場合、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブラシコーター、チャンプレックスコーター、バーコーター、リップコーター、グラビアコーター、カーテンコーター、スロットダイコーター、スライドコーター等の各種公知の塗工装置が使用できる。表層以外のインク定着層の塗工量(合計)は、乾燥固形分で1〜50g/m2、好ましくは、1.5〜30g/m2である。ここで、lg/m2未満では、印字の際にじみが発生しやすくなり、50g/m2を越えて多いと、印字濃度が不十分となりやすい。尚、下塗り層を設けた場合、1〜10g/m2程度で十分な効果が得られる場合が多い。
【0028】
表層のインク定着層用塗工液を下層のインク定着層上に塗工する場合、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブラシコーター、チャンプレックスコーター、バーコーター、リップコーター、グラビアコーター、カーテンコーター、スロットダイコーター、スライドコーター等の各種公知の塗工装置が使用できる。本発明において、インク定着層の表層はキャスト方式により形成されたキャスト塗工層である。
キャスト方式とは、塗工層を、平滑性を有するキャストドラム(鏡面仕上げした金属、プラスチック、ガラス等のドラム)、鏡面仕上げした金属板、プラスチックシートやフィルム(フィルム転写キャスト法、フィルムキャスト法)、ガラス板等上で乾燥し、平滑面を塗工層上に写し取ることにより、平滑で光沢のある塗工層表面を得る方法である。鏡面ドラムを用いてキャスト塗工層を設ける方法としては、上記のキャスト塗工層用塗工液をインク定着層下層上に塗工して、該塗工層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げる方法(ウェットキャスト法)、あるいは一旦乾燥後再湿潤した後加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げる方法(リウェットキャスト法)等が例示できる。また加熱された鏡面ドラムに直接キャスト塗工層用塗工液を塗工した後、基材側のインク定着層下層面に圧接、乾燥して仕上げる方法(プレキャスト法)も採用することができる。
【0029】
尚、鏡面ドラムの表面温度は40〜200℃程度が好ましく、70〜150℃がより好ましい。40℃未満であると乾燥に時間がかかり、光沢が低下しやすく、生産性が著しく低下しやすい。200℃を超えて高いと用紙表面が荒れたり光沢が低下する場合がある。
キャスト塗工層(インク定着層の表層)用塗工液をインク定着層下層上に塗工して、インク定着層下層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げる場合、キャスト塗工層(表層)用塗工液の浸透を抑える目的で、キャスト塗工層用塗工液の不動化を促進する方法を採ることもできる。この方法としては例えば、(1)インク定着層下層中にキャスト塗工層用塗工液の不動化を促進する様なゲル化剤を配合しておく、(2)インク定着層下層上にキャスト塗工層用塗工液の不動化を促進する様なゲル化剤を塗工・含浸させる、(3)キャスト塗工層用塗工液を塗工した後、キャスト塗工層用塗工液の不動化を促進する様なゲル化剤を表面に塗工・含浸させる、(4)キャスト塗工層用塗工液中に塗工液が乾燥する過程で不動化が促進されるようなゲル化剤を配合しておくことが挙げられる。この様なゲル化剤としては、キャスト塗工層用塗工液中の接着剤の架橋剤である、ほう酸、ぎ酸等およびそれらの塩、アルデヒド化合物、エポキシ化合物等が挙げられる。上記の方式の内、ウェットキャスト法を採用する場合、インキ定着層下層上にキャスト塗工液を塗工し、鏡面ドラム上に圧接し乾燥するまでの時間をなるべく短くした方が、塗工液の浸透が抑えられるため、光沢が発現しやすい。さらに、インキ定着層下層面がドラムに圧接される直前に、圧接ロール(プレスロール)上のインキ定着層下層面と鏡面ドラム間にキャスト塗工液を付与して直ちに圧接する方式(ニップキャスト方式と称する)が、塗工液の浸透が極力抑えられ、少ない塗工量で良好な光沢、印字品位が得られ易く、特に好ましい。
【0030】
各インク定着層用塗工組成物中には白色度、粘度、流動性等を調節するために、一般の印刷用塗工紙やインクジェット用紙に使用されている顔料、消泡剤、着色剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、防腐剤及び分散剤、増粘剤等の各種助剤が適宜添加される。また、キャスト塗工層用塗工組成物中にはキャストドラム等からの離型性を付与する目的で、離型剤を添加するのが好ましい。離型剤としては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等の高級脂肪酸アミド、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックス類、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸カリウム、オレイン酸アンモニウム等の高級脂肪酸アルカリ塩類、レシチン、シリコーンオイル、シリコーンワックス等のシリコーン化合物、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素化合物が挙げられる。インク定着層上層がカチオン性化合物を含有する態様では、上記離型剤もカチオン性としたものが好ましい。離型剤の配合量は、顔料100重量部に対し0.1〜50重量部、好ましくは0.3〜30重量部、より好ましくは0.5〜20重量部の範囲で調節される。ここで配合量が少ないと、離型性改善の効果が得られにくく、多いと逆に光沢が低下したり、インクのハジキや記録濃度の低下が生じる場合がある。
【0031】
表層のインク定着層(キャスト塗工層)の塗工量は、乾燥固形分で0.1〜20g/m2程度、好ましくは0.2〜10g/m2、より好ましくは0.5〜5g/m2である。ここで、0.1g/m2未満では、十分な光沢が得られ難く、20g/m2を越えて多いと、印字の際にじみが発生しやすくなったり印字濃度が不十分となりやすい。表層をキャスト仕上げにより設けた後で、さらにスーパーカレンダー等により平滑化処理を行うこともできる。表層表面の75°光沢度(JIS−P8142)は、印画紙の風合いを付与するためには、30%以上が適当であり、好ましくは40%以上であり、さらに好ましくは50%以上、最も好ましくは65%以上である。
【0032】
【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、勿論これらに限定されるものではない。
また、例中の部および%は特に断らない限り、それぞれ重量部および重量%を示す。
「紙基材の作製」
木材パルプ(LBKP;ろ水度400mlCSF)100部、焼成カオリン(商品名:アンシレックス)5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140g/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。また、厚さは180μmであった。
【0033】
「シリカ微細粒子の調製」
[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、2次粒子径4.5μm、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(平均凝集粒子径)は50nm、固形分濃度は12%であった(一次粒子径は15nmのまま)。
[シリカ微細粒子B]
合成非晶質シリカ(日本シリカ工業社製、商品名:Nipsil HD−2、2次粒子径3μm、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(1次粒子径は11nm)。
[シリカ微細粒子C]
合成非晶質シリカ(日本シリカ工業社製、商品名:Nipsil LP、2次粒子径9μm、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600nm、固形分濃度は12%であった(1次粒子径は16nm)。
【0034】
「シリカ微細粒子とカチオン性化合物の混合」
以下の実施例、参考例、比較例で、上記したシリカ微細粒子A、B又は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、分散液中の顔料は凝集して増粘が起こるが、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(一次粒子径は元の粒子径を維持したまま)。
【0035】
実施例1
紙基材上に、下記下塗り層用塗工液を、乾燥重量で15g/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、エアーナイフコーター、乾燥装置、ロールコーターを有するキャスト塗工装置を用い、先ず上記の下塗り層上に下記インク定着層下層用塗工液を、乾燥重量で3g/m2になるように、エアーナイフコーターで塗工して、乾燥装置で乾燥した。続いて、インク定着層表層(キャスト塗工層)用塗工液を、上記のインク定着層下層用上に、ロールコーターで塗工し、直ちに、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。
[下塗り層用塗工液](固形分濃度20%、部は固形分重量部を示す。)
合成非晶質シリカ(ファインシールX−60;トクヤマ製、平均二次粒子径6.0μm、一次粒子径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。
【0036】
[インク定着層下層用塗工液](固形分濃度13%、部は固形分重量部を示す)
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、カチオン性水性ポリエーテルポリウレタン樹脂(F−8564D;第一工業製薬製)30部。
[キャスト塗工層用塗工液(インク定着層上層用塗工液)](固形分濃度10%、部は固形分重量部を示す)
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)25部、カチオン性水性ポリエステルポリウレタン樹脂(F−8570D;第一工業製薬製、Tg=12℃)60部、離型剤(ステアリン酸アミド)2部。
【0037】
比較例1
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15g/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、上記の下塗り層上に実施例1で用いたインク定着層表層(キャスト塗工層)用塗工液を、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。
【0038】
比較例2
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15g/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、上記の下塗り層上に実施例1で用いたインク定着層下層用塗工液を、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。
比較例3
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15g/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、上記の下塗り層上に実施例1で用いたインク定着層表層(キャスト塗工層)用塗工液を、ロールコーターで塗工し、直ちに、表面温度が120℃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エ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。
【0039】
参考例1
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体を得た。
[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。)
合成非晶質シリカ(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。
【0040】
実施例2
実施例1で用いたインク定着層下層用塗工液および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。
【0041】
【0042】
【0043】
実施例3
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。)
合成非晶質シリカ(ファインシールX−60;トクヤマ製、平均二次粒子径6.0μm、一次粒子径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。
【0044】
参考例2
実施例1で用いた光沢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。
【0045】
比較例4
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組成物](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。尚、コロイダルシリカは一次粒子の分散体であり凝集していない。
【0046】
比較例5
実施例1において下塗り層まで設けたものを用いた(インク定着層なし)。
比較例6
実施例2において下塗り層まで設けたものを用いた(インク定着層なし)。
比較例7
紙基材をそのまま用いた。
【0047】
この様にして得られたインクジェット記録用紙のインクジェット記録適性、白紙光沢を表1にまとめて示した。なお、上記の評価については下記の如き方法で評価を行った。
[インクジェット記録適性]
インクジェットプリンターBJC700J(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色混合のべタ印字部の印字ムラ(濃淡ムラ)を目視にて評価した。
○:印字ムラは全く認められず、優れたレベル。
○−:印字ムラがわずかに認められるが良好なレベル。
△: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。
(インクの乾燥性)
シアンインクとマゼンタインクの2色混合のべ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若干汚れる。
(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。
【0048】
[光沢度]
JIS−P8142に準じて白紙部の75°光沢を測定した。
[表面強度]
用紙の記録面と裏面を軽く5回こすり合わせ、表面の傷つき具合を目視評価した。
○:ほとんど傷つかない。
△:若干傷つきがみられ、実用上やや問題となるレベル。
×:傷つきがきつく、実用上重大な問題となるレベル。
[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。
【0049】
[総合評価]
印字品位、光沢、表面強度を総合的に評価
5:極めて優れる。
4:優れる。
3:普通。
2:やや劣る。
1:劣る。
【0050】
【表1】
【0051】
[実施例II]
「紙基材の作製」
木材パルプ(LBKP;ろ水度400mlCSF)100部、焼成カオリン(商品名アンシレックス)、市販サイズ剤0.1部、硫酸バンド1.5部、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140g/m2、灰分5%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50秒であった。また、厚さは180μmであった。
「シリカ微細粒子の調製」
[シリカ微細粒子A]前記シリカ微細粒子Aと同じ。
[シリカ微細粒子B]前記シリカ微細粒子Bと同じ。
[シリカ微細粒子C]前記シリカ微細粒子Cと同じ。
【0052】
「シリカ微細粒子とカチオン性化合物の混合」
以下の実施例、比較例で、上記したシリカ微細粒子A、B又は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、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(一次粒子径は元の粒子径を維持したまま)。
【0053】
実施例II−1
上記ステキヒトサイズ度は50秒の紙基材上に、下記下塗り層用塗工液を、乾燥重量で15g/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、上記の下塗り層上に下記インク定着層下層塗工液を、乾燥重量で5g/m2になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥した。続いて、インク定着層上層(キャスト塗工層、光沢層ともいう)用塗工液を、上記の中間層上に、ロールコーターで塗工し、直ちに、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。
[下塗り層用塗工液](固形分濃度20%、部は固形分重量部を示す。)
合成非晶質シリカ(ファインシールX−60;トクヤマ製、平均二次粒子径6.0μm、一次粒子径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。
【0054】
[インク定着層下層(中間層)用塗工液](固形分濃度13%、部は固形分重量部を示す)
シリカ微細粒子A100部、ポリビニルアルコール(PVA117;クラレ製)15部。
[インク定着層上層(光沢層)用塗工液](固形分濃度10%、部は固形分重量部を示す)
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)25部(*)、カチオン性水性ポリエステルポリウレタン樹脂(F−8570DのTg変更品Tg=50℃;第一工業製薬製)60部、離型剤(カチオン性ポリエチレンワックスエマルジョン、商品名:ペルトールN−856,近代化学工業)5部。
(*シリカ微細粒子とカチオン性化合物の混合法については前記のとおり。ただしシリカ微細粒子A100部とカチオン性化合物10部を混合粉砕した後、残りのカチオン性化合物15部を後から配合した。)
【0055】
実施例II−2
実施例II−1で用いたインク定着層下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II−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。
【0056】
実施例II−3
実施例II−1において、光沢層塗工液を下記のとおり変更した以外は実施例II−1と同様にして、光沢タイプインクジェット用紙を得た。
[インク定着層上層(光沢層)用塗工液](固形分濃度10%、部は固形分重量部を示す)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、カチオン強度5.9m当量/g)25部、ジシアンジアミド−ポリエチレンポリアミン共重合物(カチオン性化合物:日華化学社製、商品名;ネオフィックスRP−70,カチオン強度2.9m当量/g)10部、カチオン性水性ポリエステルポリウレタン樹脂(F−8570DのTg変更品Tg=50℃;第一工業製薬製)60部、離型剤(ポリエチレンワックスエマルジョン)5部。
(*シリカ微細粒子とカチオン性化合物の混合法については前記のとおり。ただしシリカ微細粒子A100部とカチオン性化合物PAS−J−81を10部混合粉砕した後、残りのカチオン性化合物を後から配合した。)
【0057】
実施例II−4
実施例II−1において、インク定着層下層塗工液を下記のとおり変更した以外は実施例II−1と同様にして、光沢タイプインクジェット用紙を得た。
[インク定着層下層(中間層)用塗工液](固形分濃度13%、部は固形分重量部を示す)
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)15部、ポリビニルアルコール(PVA117;クラレ製)15部。
(*シリカ微細粒子とカチオン性化合物の混合法については前記のとおり。ただしシリカ微細粒子A100部とカチオン性化合物PAS−J−81を10部混合粉砕した後、残りのカチオン性化合物を後から配合した。)
【0058】
実施例II−5
実施例II−1において、光沢層塗工液を下記のとおり変更した以外は実施例II−1と同様にして、光沢タイプインクジェット用紙を得た。
[インク定着層上層(光沢層)用塗工液〕(固形分濃度10%、部は固形分重量部を示す)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、カチオン強度5.9m当量/g)10部、ポリアリルアミン(PAA−HCI−3L、日東紡製)5部、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド(ユニセンスCP91、センカ(株)製)15部、カチオン性水性ポリエステルポリウレタン樹脂(F−8570DのTg変更品Tg=50℃;第一工業製薬製)60部、離型剤(ポリエチレンワックスエマルジョン)5部。
(*シリカ微細粒子とカチオン性化合物の混合法については前記のとおり。ただしシリカ微細粒子A100部とカチオン性化合物PAS−J−81を10部混合粉砕した後、残りのカチオン性化合物を後から配合した。)
【0059】
この様にして得られたインクジェット記録用紙のインクジェット記録適性、白紙光沢を表2にまとめて示した。なお、上記の評価については下記の如き方法で評価を行った。
[インクジェット記録適性]
インクジェットプリンターBJC700J(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色混合のべ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。
(インクの乾燥性)
シアンインクとマゼンタインクの2色混合のべ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。
【0060】
[光沢度]
JIS−P8142に準じて白紙部の75°光沢を測定した。
[表面強度]
用紙の記録面と裏面を軽く5回こすり合わせ、表面の傷つき具合を目視評価した。
○:ほとんど傷つかない。
△:若干傷つきがみられ、実用上やや問題となるレベル。
×=傷つきがきつく、実用上重大な問題となるレベル。
【0061】
[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。
[耐水性]
印字部に水を一滴滴下し、自然乾燥させてにじみの様子を目視により評価
◎:極めて優れる。
○:優れる。
△:やや劣る。
×:劣る。
【0062】
[総合評価]
印字品位、光沢、表面強度を総合的に評価
5:極めて優れる。
4:優れる。
3:普通。
2:やや劣る。
1:劣る。
【0063】
【表2】
【0064】
【発明の効果】
本発明は、インク乾燥性、外観、光沢性に優れ、印字濃度、記録画質、ベタ均一性等のインクジェット記録適性に優れたインクジェット記録用紙であった。また、本発明はインク乾燥性、外観、光沢性に優れ、印字濃度、記録画質、ベタ均一性等の記録適性に優れた被記録体を高速度で製造する方法であった。
Claims (4)
- 基材にシリカ顔料および接着剤を含有するインク定着層を少なくとも2層設け、該インク定着層と基材の間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層設けたインクジェット記録体であり、少なくとも2層のインク定着層中のシリカ顔料が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500nm以下の凝集体微細粒子顔料であり、少なくとも表層のインク定着層はカチオン性化合物を含有する層であり、前記下塗り層はカチオン量が表層のインク定着層のカチオン量の50%以下であり、且つインク定着層の表層がキャスト塗工層であることを特徴とする被記録体。
- インク定着層の表層が、塗工液を塗工し、該塗工層が湿潤状態にある間に、加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げてなることを特徴とする請求項1記載の被記録体。
- 少なくともインク定着層は、表層のインク定着層と下層のインク定着層を含み、下層のインク定着層のカチオン量が、表層のインク定着層のカチオン量の50%以下である請求項1又は2に記載の被記録体。
- 塗工装置を少なくとも2箇所に有するキャスト塗工装置を用い、基材にシリカ顔料および接着剤を含有するインク定着層を少なくとも2層設け、該インク定着層と基材の間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層設けたインクジェット記録体であり、少なくとも2層のインク定着層中のシリカ顔料が、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500nm以下の凝集体微細粒子顔料であり、少なくとも表層のインク定着層はカチオン性化合物を含有する層であり、前記下塗り層はカチオン量が表層のインク定着層のカチオン量の50%以下であり、且つインク定着層の表層がキャスト塗工層である被記録体の製造方法であり、該インク定着層中の表層を、その塗工液を塗工し、塗工層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥してキャスト塗工層として仕上げることを特徴とする被記録体の製造方法。
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