JP4086924B2

JP4086924B2 - インクジェット記録用紙

Info

Publication number: JP4086924B2
Application number: JP34700796A
Authority: JP
Inventors: 合久雄落; 谷修弘渋; 葉徳美千
Original assignee: Yupo Corp
Current assignee: Yupo Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JPH10181188A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性インクジェット記録液（インク）の乾燥性が速く、印字された記録用紙を次々に積み重ねていっても、前の記録用紙に印字された画像が、次に印字されて積み重ねられる記録用紙の裏面に転移（いわゆる裏移り、又は、ゴースト）が生じない水性インクジェット記録用紙に関する。
【従来の技術】
インクジェット記録方式を用いて高速でカラーハードコピーを作成するインクジェットカラープリンターに関する技術の進歩が著しい。
一般に、高品位の記録画像を得るため、記録シート上に付着した水性インクが表面上に拡がることなく、厚さ方向に速やかに吸収されるように、パルプ抄造紙を支持体とし、その表面に合成シリカ粉末を主成分とする顔料と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も含む）水系接着剤、カチオン系ポリマーよりなるインクセット剤を含有するインク受理層を設けた水性インクジェット記録紙が数多く提案（特開昭５５−５１６８３号、特開昭５６−１４８５８６号、特開平７−８９２１６号、特開平７−８９２１７号等の各公報参照）されており、又、実用化されている。
【０００３】
このインク受理層、および支持体として用いられているパルプ抄造紙が共に吸水性であるので印字後の乾燥時間が長くなったり、印字された記録紙にしわやカールが発生する等の問題が生じていた。
これを防ぐために、支持体として二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（特開平７−７６１６２号公報参照）を用いたり、無機微細粉末を含有する樹脂延伸フィルムよりなる合成紙（特開平７−８９２１８号、同８−２０９４号、特公平６−６２００３号の各公報参照）を用いることが提案され、実用化されている。
後者の延伸フィルムを支持体とするインクジェット記録用紙においても、乾燥時間の更なる向上が望まれているのが実情である。
即ち、従来用いられている微多孔性合成紙（ＦＰＧグレード）は、フィルムの延伸により無機微細粉末を核として微細な独立した空孔（ボイド）を有するものであるが、ポリエチレンテレフタレート二軸延伸フィルムと同じく通気性のないものであった。
【０００４】
一方、パーソナルコンピューター（ＰＣ）の需要の拡大と共に印字方法に関しても、感熱転写記録方式、サーマル記録方式、レザープリンタ方式、水性インクジェット記録方式、ホットメルトインクジェット記録方式と多様となった、しかし、印字画像が鮮明であると共に、印字の速度が速いこともユーザーの購入条件の要因の一つである。
従って、水性インクジェット記録液を用いるインクジェット記録方式においては、記録液の媒体として水、または、水とエチレングリコール、イソプロピルアルコール等の水性アルコールとの混合媒体が使用されている。それ故、これら水性媒体の揮散速度が律速となり、印字速度があまり速すぎると前述した印字や画像の裏移り（ゴースト）が発生する原因となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、印字速度が速くても印字の裏移りの発生がない水性インクジェット記録用紙を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無機微細粉末を５０〜７０重量％及び熱可塑性樹脂を５０〜３０重量％含有する樹脂フィルムを、熱可塑性樹脂の融点より低い温度で延伸して得られるガレー透気度（ＪＩＳＰ−８１１７−１９８０）が５０〜２，５００秒／１００ｍｌの多孔性樹脂延伸フィルムを支持体（Ｉ）とし、この支持体の表面に水性インクジェット記録液を受容するインク受理層（II）を設けてなり、印字後の印字部分を指先で擦って擦り跡が見られなくなる時間が３０秒以内であることを特徴とするインクジェット記録用紙を提供するものである。
【０００７】
【作用】
インクジェット記録用紙の支持体（Ｉ）が通気性を有しているので、印字された画像の空気と接する面積が拡大され、記録液（インク）の乾燥が速くなり、裏移りやゴーストを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
〔Ｉ〕インクジェット記録用紙
（１）層構成
（ａ）支持体
本発明のインクジェット用紙に用いられる支持体（Ｉ）としては、ガレー透気度が１０〜５，０００秒／１００ｍｌ、好ましくは５０〜２，０００秒／１００ｍｌの通気性を有するものである。具体的には、無機微細粉末を５０〜７０重量％、熱可塑性樹脂を５０〜３０重量％含有する樹脂フィルムを、前記熱可塑性樹脂の融点より低い温度で一軸方向または二軸方向に面積比で２．５〜４０倍延伸することにより行われて製造されたものである（特公平１−５９１０５号、特開昭５７−４７３３４号、同５９−６２１１７号公報参照）。
【０００９】
熱可塑性樹脂
上記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン−１等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン・アクリルニトリル共重合体、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、共重合ポリアミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート、ポリスルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート等のポリエステル、共重合ポリエステル、ポリエーテルエステル、ポリエーテルアミドおよびポリエステルアミドなどが挙げられ、これらは２種以上混合して用いることができる。
これらの中でも耐水性、コスト面からは汎用樹脂のポリプロピレン、高密度ポリエチレン等のポリオレフィンが、耐熱性、成形性の面からはポリエチレンテレフタレートを使用することが好ましい。
【００１０】
無機微細粉末
上記無機微細粉末としては、炭酸カルシウム、焼成クレイ、シリカ、珪藻土、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム等、粒径が０．３〜１０ミクロン（μｍ）、好ましくは０．８〜５μｍのものが使用される。
また、必要により、熱安定剤、ＵＶ安定剤、分散剤、帯電防止剤、酸化防止剤等を配合することができる。
【００１１】
延伸
上記延伸に用いられる延伸装置としては、インフレーションフィルム成形装置、内部マンドレルを備えたインフレーションフィルム成形装置、テンターまたは縦延伸ロール群とテンターを備えたＴ−ダイフィルム成形装置を挙げることができる。
延伸方向は一軸方向でも二軸方向でもよい。延伸倍率は少なくとも１．３倍以上で、縦、横方向とも１〜１０倍より好ましくは１．３〜９倍が好ましく、延伸温度は樹脂がプロピレン単独重合体（融点１６４〜１６７℃）のときは１４０〜１５５℃、高密度ポリエチレン（融点１２１〜１３４℃）のときは１１０〜１２０℃、ポリエチレンテレフタレート（融点２４６〜２５２℃）のときは９０〜１２０℃である。また、延伸速度は１０〜３５０ｍ／分である。
通気性を有する延伸フィルム（支持体）の密度は０．３０〜０．７５ｇ／ｃｍ³、好ましくは０．３０〜０．６５ｇ／ｃｍ³である。延伸フィルムの肉厚断面方向に垂直（延伸フィルムの水平方向）に切断して測定される孔の径は３００μｍ以下であることが、支持体の腰強度を低下させなく、記録用紙の給排紙が滑らかに行われる点で好ましい。
支持体のベック平滑度（ＪＩＳＰ−８１１９−１９７６）は３０〜２，５００秒、好ましくは５０〜２，０００秒である。
支持体の肉厚は、３０〜３００μｍ、好ましくは８０〜１５０μｍである。
【００１２】
（ｂ）インク受理層
本発明のインクジェット用紙に用いられるインク受理層（II）としては、例えばインクセット剤として使用される窒素含有カチオン系樹脂、又は、該カチオン系樹脂１０〜６０重量％と、ポリビニルアルコール、でんぷん、メチルセルロース等の水溶性樹脂９０〜４０重量％との混合物、或いは固形分量で無機質のピグメントを５０〜８８重量％、水系接着剤を１０〜４０重量％、インクセット剤を２〜２０重量％の割合で含有する窒素含有カチオン系樹脂を素材とするものから形成されている。これらの中でもカチオン型変性脂肪族ウレタン樹脂を用いることが好ましい。
【００１３】
インクセット剤
上記インクセット剤としては、窒素含有カチオン系樹脂、例えばポリエチレンイミンの３級または４級アンモニウム塩、３級または４級アンモニウム基を共重合成分として含むアクリル共重合体、カチオン変性脂肪族ウレタン樹脂、ポリアミンポリアミドのエピクロルヒドリン付加物、ポリアルキレンポリアミド、ポリアルキレンポリ尿素、ポリビニルピロリドン、カチオン性四級アンモニウム塩型スチレン共重合体等が挙げられる。
【００１４】
ピグメント
上記ピグメントとしては合成シリカ、アルミナヒドロゾル、タルク、炭酸カルシウム、クレイ等が挙げられるが、中でも多孔質の合成シリカ、アルミナヒドロゾルが好ましい。
上記水系接着剤としては、ポリビニルアルコール、シラノール基を含むエチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリビニルピロリドン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メチルエチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ、澱粉等が挙げられる。中でもピグメントが多孔質の合成シリカ、アルミナゾルである場合はポリビニルアルコール、シラノール基を含むエチレン・ビニルアルコール共重合体が好ましい。
【００１５】
（２）積層
これらインク受理層（II）を上記支持体（Ｉ）の表面上に形成するには、水、アルコール等の溶媒に溶解、分散した塗工剤として支持体（Ｉ）の表面に２〜５０ｇ／ｍ²、好ましくは５〜３０ｇ／ｍ²（固形分量）の割合で塗布し、乾燥させることによりインク受理層（II）が得られる。
必要により乾燥した塗工層の表面にスーパーカレンダー処理を行って塗工層（インク受理層）を平滑にする。
【００１６】
〔II〕用途
本発明のインクジェット記録用紙は、高速で高品位の記録画像を形成する水性インクジェット記録は勿論のこと、ホットメルトインクジェット記録にも用いることができる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００１７】
【実施例】
実施例１
支持体の製造：
メルトフローレート（ＭＦＲ）が３．５ｇ／１０分、（融点１６４℃）のポリプロピレン３６重量％、ＭＦＲ１０ｇ／１０分、融点１３０℃の高密度ポリエチレン３重量％及び平均粒径１．３μｍの炭酸カルシウム６０重量％、酸化チタン０．３重量％、オレイン酸０．５重量％、熱安定剤として、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．１重量％、イルガノックス１０７６（チバガイギー社商品名）０．１重量％を混合し、２４０℃に設定した押出機を用いて溶融混練し、ストランド状に押し出してカッティングしペレットとした。得られたペレットを押出機に接続されたＴダイより２５０℃にてシート状に押し出し、このシートを７０℃まで冷却した。
このシートを加熱オーブン内に導き、約１５０℃に加熱し、テンターを用いて横方向に８倍延伸し、次いで１５５℃でアニール処理した後、ブロアーより吹き出された２３℃の空気により冷却した。その後、コロナ放電処理し、耳部をスリットして肉厚約２００μｍの一軸延伸フィルムを得た。
この一軸延伸フィルムのガレー透気度（２３℃）およびベック平滑度（２３℃）を表１に示す。
【００１８】
記録用紙の製造：
上記で得た一軸延伸フィルムの表面に、大日本インキ化学工業（株）製、カチオン型変性脂肪族ポリウレタン樹脂（パテラコールＩＪ−２：商品名〔塗工剤（Ａ）〕をバーコーターを用いて塗工量が固形分７ｇ／ｍ²になるように塗工し、乾燥してインクジェット記録用紙を得た。
【００１９】
印字性評価：
キャノン（株）製の水性インクジェットプリンター（商品名：ＢＪＣ−４１０Ｊ）を用い、上記のインクジェット記録用紙のインク受理層上にキャノン（株）の水性インクジェット記録液ＢＣＩ−２１シリーズのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの記録液を用い、カラー印字を施した。
インクの滲みを目視にて評価し、印字部分を指先で擦って擦り跡が見られなくなった時間をもって乾燥時間とした。
このインク乾燥時間を表１に示す。
【００２０】
実施例２〜３
実施例１において、用いた炭酸カシルウムの粒径、延伸倍率又はインク受理層用の塗工剤の塗工量を表１に示すように変更する以外は実施例１と同様に実施してインクジェット記録用紙を得て、実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００２１】
実施例４〜５及び比較例１〜２
実施例１において、支持体を構成する成分、延伸倍率を表１及び表２に示すように、またはインク受理層用の塗工剤の塗工量を変更する以外は実施例１と同様に実施してインクジェット記録用紙を得て、それを評価した。その結果を表１及び表２に示す。
【００２２】
比較例３
実施例１において、支持体を構成する成分を表２に示すように変更した以外は実施例１と同様に実施して延伸を行ったが、延伸を行なうことが困難で、実施例１と同様な支持体を得ることができなかった。その結果を表２に示す。
【００２３】
比較例４
(1) メルトフローレート（ＭＦＲ）０．８ｇ／１０分，融点約１６４℃のポリプロピレン８１重量％に、高密度ポリエチレン３重量％及び平均粒径１．５μｍの炭酸カルシウム１６重量％を混合した組成物（Ａ）を２７０℃に設定した押出機にて混練した後、シート状に押し出し、冷却装置により冷却して、無延伸シートを得た。そして、このシートを１４０℃の温度にまで再度加熱した後、縦方向に５倍延伸した。
(2) ＭＦＲが４．０ｇ／１０分のポリプロピレン５４重量％と、平均粒径１．５μｍの炭酸カルシウム４６重量％を混合した組成物（Ｂ）を別の押出機にて混練させた後、これをダイよりシート状に押し出し、これを(1) の５倍延伸フィルムの両面に積層し、三層構造の積層フィルムを得た。次いで、この三層構造の積層フィルムを６０℃まで冷却した後、再び約１６０℃の温度にまで加熱して、テンターを用いて横方向に７．５倍延伸し、１６５℃の温度でアニーリング処理して、６０℃の温度にまで冷却し、耳部をスリットして三層構造（一軸延伸／二軸延伸／一軸延伸）の、肉厚２００μｍ（Ｂ／Ａ／Ｂ＝４０μｍ／１２０μｍ／４０μｍ）の支持体層を得た。この支持体層の物性を評価したところ、ガレー透気度は∞、ベック平滑度は４５０秒、密度０．７８ｇ／ｃｍ³であった。
これを支持体として用いる以外は実施例１と同様にしてインク受理層を設け、インクジェット記録用紙を得て、それを評価した。その結果を表２に示す。
【００２４】
比較例５
支持体として、王子油化合成紙（株）のポリプロピレン系延伸樹脂フィルム合成紙“ユポＦＰＧ＃１１０”（商品名）を用いた以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得て、それを評価した。その結果を表２に示す。
【００２５】
実施例６
実施例１において、インク受理層形成用塗工剤として次の組成のインク受理層用塗工剤（Ｂ）を固形分含量が２６ｇ／ｍ²となるように塗布し、乾燥した後、スーパーカレンダーで平滑処理を行ってインクジェット記録用紙を得て、それを評価した。その結果を表３に示す。
塗工剤（Ｂ）組成：
合成シリカ粉末１００重量部
ポリビニルアルコール３０重量部
ポリエチレンイミン第４級アンモニウム塩１０重量部
ポリアクリル酸ソーダ５重量部
水１，６００重量部
【００２６】
実施例７
実施例６において、支持体として次の製法で得た延伸フィルムを用いた以外は実施例６と同様にしてインクジェット記録用紙を得て、それを評価した。その結果を表３に示す。
延伸フィルムの製法
(1) メルトフローレート（ＭＦＲ）が３．５ｇ／１０分、（融点１６４℃）のポリプロピレン４１重量％、ＭＦＲ１０ｇ／１０分、融点１３０℃の高密度ポリエチレン３重量％及び平均粒径１．３μｍの炭酸カルシウム５５重量％、酸化チタン０．３重量％、オレイン酸０．５重量％、熱安定剤として、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．１重量％、イルガノックス１０７６（チバガイギー社商品名）０．１重量％を混合し、２４０℃に設定した押出機を用いて溶融混練し、ストランド状に押し出してカッティングしペレットとした。得られたペレットを押出機に接続されたＴダイより２５０℃にてシート状に押し出し、このシートを７０℃まで冷却した。
(2) 次いで、このシートを１４０℃まで加熱後、ロール群の周速差を利用して縦方向に５倍延伸した後、６０℃まで冷却した。この縦延伸シートを加熱オーブン内に導き、約１５０℃に加熱し、テンターを用いて横方向に５倍延伸し、１５５℃でアニール処理した後、ブロアーより吹き出された２３℃の空気により冷却した。その後、コロナ放電処理し、耳部をスリットして肉厚１００μｍの二軸延伸フィルムを得た。
【００２７】
実施例８
実施例７において、支持体の組成を表２に示すように、及びインク受理層の塗工剤を次のものに変える以外は実施例７と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。結果を表２に示す。
塗工剤（Ｃ）組成：
合成シリカ８０重量部
焼成クレイ２０重量部
クラレ製のポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１０５）１０重量部
ポリアミドポリアミンのエピクロルヒドリン付加物５重量部
エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョン
（固形分４０重量％）１００重量部
４級アンモニウム塩を含むアクリル共重合体エマルジョン
（固形分２５重量％）４０重量部
以上の組成を固形分濃度が１２重量％となるように水で希釈、混合したもの。
【００２８】
比較例６
比較例１において、塗工剤（Ａ）を実施例６を用いた塗工剤（Ｂ）に変更し、塗工量を変更する以外は比較例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得て、それを評価した。その結果を表３に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

【００３１】
【表３】

【００３２】
【発明の効果】
本発明の水性インクジェット記録用紙は、水性インクジェット記録液の乾燥が速いので高速印字を行なうことができる利点を有する。

Claims

無機微細粉末を５０〜７０重量％及び熱可塑性樹脂を５０〜３０重量％含有する樹脂フィルムを、熱可塑性樹脂の融点より低い温度で延伸して得られるガレー透気度（ＪＩＳＰ−８１１７−１９８０）が５０〜２，５００秒／１００ｍｌの多孔性樹脂延伸フィルムを支持体（Ｉ）とし、この支持体の表面に水性インクジェット記録液を受容するインク受理層（II）を設けてなり、
印字後の印字部分を指先で擦って擦り跡が見られなくなる時間が３０秒以内であることを特徴とするインクジェット記録用紙。
支持体（Ｉ）が、密度が０．３０〜０．７５ｇ／ｃｍ^３、ベック平滑度（ＪＩＳＰ−８１１９−１９７６）が３０〜２，５００秒の多孔性樹脂延伸フィルムである、請求項１に記載のインクジェット記録用紙。
インク受理層が、窒素含有カチオン系樹脂を素材とするものである、請求項１に記載のインクジェット記録用紙。
インク受理層が、固形分量でピグメント５０〜８８重量％、水系接着剤１０〜４０重量％およびインクセット剤２〜２０重量％の割合で含有するものである、請求項１に記載のインクジェット記録用紙。