JP4091748B2 - 情報記録用紙 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゼログラフィー方式だけでなく、インクジェット方式の画像印字装置に使用される情報記録用紙に関する。さらに詳しくは、内添サイズ剤としてポリマー安定化アルケニルケテンダイマーを使用すると共に、特定の表面塗工液と組み合わせることにより、ゼログラフィー方式だけでなく、インクジェット方式の記録用紙としても使用し得るようになした情報記録用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の情報処理システムの発展が著しく、それぞれのシステムに応じた記録装置が開発され、使用されてきている。このような中で、主流をなしているのは、ゼログラフィー方式のものであるが、低騒音、低ランニングコスト、軽量且つコンパクト性及び多色化が容易であること等の特徴があるため、インクジェット方式も使用されるようになってきた。そのため、ゼログラフィー転写紙がインクジェット記録方式の記録用紙として転用されることも多くなってきた。
【０００３】
しかしながら、インクジェット記録方式の記録用紙としては、インクが水溶性のものであるため、記録用紙の厚さ方向への吸収性がよいこと、吸収速度が速いこと、印字発色濃度が高いこと等のより高度な特性が要求される。
そこで、ゼログラフィー転写紙のサイズ処理を強化してインクジェット用として必要な特性を向上させたゼログラフィー方式及びインクジェット方式共用と称する情報記録用紙も開発されてきているが、未だに十分に満足し得る品質のものは得られていない。
【０００４】
従来、インクの滲みを防止するためのサイズ剤として、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）もしくはアルケニル無水コハク酸（ＡＳＡ）等の反応性サイズ剤が情報記録用紙として優れた性能を発揮するために多く使用されてきているが、これらのサイズ剤を使用して得られた紙は、インクジェット記録用紙としては、ブリーディングの問題があり、均一な記録画質を得ることができないために、実用化されていない。
これは、アルキルケテンダイマーのアルキル基ないしはアルケニル無水コハク酸のアルケニル基が炭素数１６〜１８の高疎水性鎖を有しているためである。
【０００５】
近年に至り、アルケニルケテンダイマーもサイズ剤として使用されるようになってきた（ハーキュリーズ・インコーポレーテッドの「アクアペル」（登録商標名）４２１など）。 アルケニルケテンダイマーのアルケニル基は、二重結合を有した不飽和鎖であり、アルキルケテンダイマーと比すると反応性が高く、セルロースと強固な結合をするが、アルキル基と同様に水性インクに対して疎水性を有しているため、アルケニルケテンダイマーを用いたインクジェット記録用紙はアルキルケテンダイマーを用いたものと同様の欠点を有している。
【０００６】
また、米国特許５，６８５，８１５号（特開平７−２３８４４９号公報参照）には、３５℃で液体の少なくとも１つの分岐アルキル基又はアルケニル基と、直鎖アルキル基を有する２−オキセタノン（ケテン）の多量体を内添サイズ剤として使用することが開示されており、ゼログラフィー転写紙として好適な結果が得られることも示されているが、インクジェット記録用紙としての特性については何も開示されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本件の発明者等は、上記公知のケテンダイマー系サイズ剤の特性を種々研究した結果、アルケニルケテンダイマーを単独で内添サイズ剤として使用してもインクジェット記録用紙としては品質が良好なものは得られないが、これを特定のポリマーと反応させてポリマー安定化アルケニルケテンダイマーとなし、さらには表面サイズ剤としてスチレンアクリルエマルジョン（ＳＡＥ）を組み合わせて使用すると、ポリマー安定化アルケニルケテンダイマーの疎水性の程度はアルキルケテンダイマーやアルケニルケテンダイマーと同等であるにも拘わらず、水性インクに対しては水平方向のインクの流れを妨げ、良好な印刷の均質性を与え、ブリーディングをなくすことができることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、情報記録用紙において、内添サイズ剤としてポリマー安定化アルケニルケテンダイマー、特にポリアミドエピクロルヒドリン又はポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ｐｏｌｙ−ＤＡＤＭＡＣ）のいずれかで安定化したアルケニルケテンダイマー（以下、「ポリマー安定化アルケニルケテンダイマー」という。）を使用することを特徴とするものである。
【０００９】
アルケニルケテンダイマーを安定化させるためのポリマーとして、ポリアミドエピクロルヒドリン及びポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ｐｏｌｙ−ＤＡＤＭＡＣ）のいずれをも使用し得るが、ゼログラフィー複写特性及びインクジェット印刷特性に関しては後者の方が優れている。
なお、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドは、アニオン性コロイダル中和剤として製紙工業分野ではすでに良く知られているが、アルケニルケテンダイマーの安定化剤としては用いられてはいなかった。
アルケニルケテンダイマーとしては、サイズ剤として用いられている周知のものが使用でき、本発明では市販のハーキュレス社製アクアペル（登録商標）４２１を用いた。
【００１０】
また、本発明は、情報記録用紙において、内添サイズ剤としてポリマー安定化アルケニルケテンダイマーを使用すると共に、填料として湿式粉砕ＣａＣＯ_３又は沈降性ＣａＣＯ_３を使用し、さらに、紙に次の（ａ）〜（ｃ）の３成分を含有する塗工液を塗布したことを特徴とするものである。
（ａ）酸化でんぷん、カチオン性酸化でんぷん又は酵素変性でんぷんの少なくとも１種
（ｂ）スチレンアクリルエマルジョン（ＳＡＥ）
（ｃ）食塩（ＮａＣｌ）
【００１１】
ポリマー安定化アルケニルケテンダイマーの添加量は、多すぎても少なすぎても良くなく、最適な添加量は紙１トン当たり有効量すなわちアルケニルケテンダイマー換算（以下、同じ）で１〜２ｋｇである。
添加量が少なすぎると、疎水性が減り、インクが紙の裏面まで浸透する原因となり、また、トナーの定着性が悪化する。
しかし、添加量が多すぎると、インクジェット記録の品質劣化（ブリーディング、記録の均質性、フェザリング等）の原因となる。
【００１２】
填料ＣａＣＯ_３の添加量は、７０ｇ／ｍ^２の紙では多くても１８ｗｔ％である。あまりにも添加量が多すぎると、ポリマー安定化アルケニルケテンダイマーが填料と反応してしまい、次の工程でアルケニルケテンダイマーの加水分解が生じ、疎水性が失われる。
この物質は容易に紙の表面に移動し、トナーの定着性を減じてしまう。
【００１３】
サイズプレスでのコーティングは、酸化でんぷん、カチオン性酸化でんぷん又は酵素変性でんぷんとＮａＣｌと表面サイズ剤スチレンアクリルエマルジョン（ＳＡＥ）を混合し、サイズプレス装置のメータリングバー、ゲートロール又は単純なサイズプレスロールで付与される。
ＮａＣｌは、静電気の帯電を１００ｍＶ以下におさえるために、紙１トンあたり２〜７ｋｇ添加し、表面サイズ剤ＳＡＥは、トナーの定着性を改良するために、紙１トンあたり乾燥ＳＡＥ換算で１〜２ｋｇ添加する。サイズプレスでの被覆重量は、２ｇ／ｍ^２から３ｇ／ｍ^２までとし、被覆が一様になるようにする。なお、本願明細書における「紙１トンあたり」とは、実施例ないし比較例のそれぞれにおいて得られた紙１トンあたりを意味する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の情報記録用紙について実施例を用いて詳細に説明する。
【００１５】
【実施例１】
パルプとして、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）：１２重量％及び広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）：８８重量％とからなるものを使用し、内添サイズ剤としてポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ｐｏｌｙ−ＤＡＤＭＡＣ）で安定化したアルケニルケテンダイマー：１．５７４ｋｇ／ｔｏｎ、サイズプレスでのＮａＣｌ使用量：４．５６ｋｇ／ｔｏｎ、表面コーティングに使用したでんぷん：酸化でんぷん、塗工液塗布量：３ｇ／ｍ^２ 、表面サイズ剤（ＳＡＥ）使用量：４．５ｋｇ／ｔｏｎ、坪量：７０ｇ／ｍ^２とした。
得られた紙について、以下のような評価テストを行った。
【００１６】
（トナーの定着性） トナーの用紙への定着状態を評価するためにゼログラフィー複写機を使用した。光学濃度試験器として、例えばマクベス・モデル・ＲＤ９１８及びシールテープとしてスコッチ社製のマジックテープ（登録商標）８１０を１／２インチ（１．２７ｃｍ）幅で用いる。第一段階として、光学濃度０．６〜０．７の範囲のブロックパターンを用紙にコピーする。次に実際の光学濃度を測定する。シールテープを用紙のコピー表面に張り付け、０．１〜０．１５ｋｇ／ｃｍの圧力でローラーをシールテープの表面上に１０回かける。その後用紙表面からシールテープを取り去った後、その表面の光学濃度を再測定する。最後の光学濃度値を最初の光学濃度値で割った％値をもってトナー定着性の評価を行う。 この実施例で得られた紙のトナー定着性は、「９５．３４％」であった。
【００１７】
（コピー後カール度）
コピー後カール度の測定は、Ａ４サイズの紙を用い、コピー後のカールを０〜１０までのカール度のパターンと比較することにより求めた。これは日本のＴＡＰＰＩ規格と同じ方法である。この実施例で得られた紙のコピー後のカール度は、「３」であった。
【００１８】
（重送テスト）
用紙の重送は、高速プリンターに連続２５００枚通し、重送した枚数で示した。この実施例で得られた紙の重送テスト結果は「０」で、重送は全くみられなかった。
【００１９】
（インクジェット記録テスト）
インクジェット記録の品質評価測定のため、Ｒ＆Ｄセンターで標準テスト方法及び評価基準を確立した。下記にインクジェット記録用紙の品質評価項目を示す
ａ．記録の均一性
ｂ．各色間のブリーディング
ｃ．フェザリング
ｄ．インクの浸透性
ａ〜ｄの特性を評価判定するため、それぞれについて１から５までの標準評価パターンを作成した。
その評価は次のとおりの数値で示される。
１：悪い、２：少し悪い、３：普通、４：良好、５：極めて良好
インクジェットプリンターとして市販のキャノン株式会社製のＢＪＣ４６５０型及びヒューレット・パッカード社製のＤｅｓｋｊｅｔ４００型を使用し、得られた結果をそれぞれのプリンターごとにまとめて、他の実施例ないしは比較例の結果と共に、表１に示す。
【００２０】
【実施例２】
パルプとして、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）：１１重量％及び広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）：８９重量％とからなるものを使用し、内添サイズ剤として実施例１と同じポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ｐｏｌｙ−ＤＡＤＭＡＣ）で安定化したアルケニルケテンダイマー：１．５９３ｋｇ／ｔｏｎ、サイズプレスでのＮａＣｌ使用量：５．０８ｋｇ／ｔｏｎ、表面コーティングに使用したでんぷん：酵素変成でんぷんとした以外は、実施例１と同様にして紙を作成し、実施例１に記載した測定方法と同様にして得られた紙の特性を測定した。
この実施例で得られた紙のトナー定着性は「９５．３４％」、コピー後のカール度は「３」、重送テスト結果は「０」であった。
また、この実施例２で得られた紙のインクジェット記録用紙としての品質評価を他の実施例ないしは比較例の結果とまとめて表１に示す。
【００２１】
【比較例１】
パルプとして、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）：１０重量％及び広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）：９０重量％とからなるものを使用し、内添サイズ剤として普通に使用されているアルキルケテンダイマー：１．０８３ｋｇ／ｔｏｎ、サイズプレスでのＮａＣｌ使用量：６．１０ｋｇ／ｔｏｎ、表面コーティングに使用したでんぷん：酸化でんぷんとした以外は、実施例１と同様にして紙を作成し、実施例１に記載した測定方法と同様にして得られた紙の特性を測定した。
この実施例で得られた紙のトナー定着性は「９２．２０％」、コピー後のカール度は「３」、重送テスト結果は「２」であった。
また、この比較例１で得られた紙のインクジェット記録用紙としての品質評価を、他の実施例ないしは比較例の結果とまとめて、表１に示す。
【００２２】
【比較例２】
パルプとして、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）：１０重量％及び広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）：９０重量％とからなるものを使用し、内添サイズ剤として普通に使用されているアルキルケテンダイマー：１．１００ｋｇ／ｔｏｎ、サイズプレスでのＮａＣｌ使用量：６．０５ｋｇ／ｔｏｎ、表面コーティングに使用したでんぷん：酵素変成でんぷんとした以外は、実施例１と同様にして紙を作成し、実施例１に記載した測定方法と同様にして得られた紙の特性を測定した。
この実施例で得られた紙のトナー定着性は「９１．５０％」、コピー後のカール度は「３」、重送テスト結果は「２」であった。
また、この比較例２で得られた紙のインクジェット記録用紙としての品質評価を、他の実施例ないしは比較例の結果とまとめて、表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
以上の結果から明らかなように、内添サイズ剤としてポリマー安定化アルケニルケテンダイマー、特にポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ｐｏｌｙ−ＤＡＤＭＡＣ）で安定化したアルケニルケテンダイマーを使用している本発明の紙は、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを使用したものと比較すると、高疎水性を有しながらも紙は滑りにくくなるため、ゼログラフィー複写機での重送の問題を減じることができると共にトナーの定着性が向上していることがわかる。
また、上述した組み合わせにより得られた本発明の紙は、インクジェット記録に用いても、記録品質、ブリーディング、フェザリング、インク浸透性等がアルキルケテンダイマーを用いたものよりも優れているため、カラーインクジェット記録にも好適であり、ゼログラフィー複写機及びインクジェットプリンターに共用できる紙であることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明の紙は、ゼログラフィー複写機におけるトナー定着性に優れているとともに用紙の重送の問題がなくなるので、ゼログラフィー転写紙として好適に使用できるだけでなく、インクジェット記録用としても記録品質、ブリーディング、フェザリング、インク浸透性等が優れているため、ゼログラフィー複写機及びインクジェットプリンター共用記録用紙として使用することができる。

Claims (3)

1. 内添サイズ剤及び填料が含有されてなり、さらに紙の表面に塗工液が塗布されてなる情報記録用紙であって、内添サイズ剤としてポリアミドエピクロルヒドリン又はポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドのいずれかで安定化したアルケニルケテンダイマーを使用したことを特徴とする情報記録用紙。
2. 上記填料として湿式粉砕ＣａＣＯ_３又は沈降性ＣａＣＯ_３を使用したことを特徴とする請求項１に記載の情報記録用紙。
3. 上記塗工液として次の（ａ）〜（ｃ）の成分を含有するものを使用したことを特徴とする請求項１又は２に記載の情報記録用紙。
   （ａ）酸化でんぷん、カチオン性酸化でんぷん又は酵素変性でんぷんの少なくとも１種
   （ｂ）スチレンアクリルエマルジョン（ＳＡＥ）
   （ｃ）食塩