JP4096379B2

JP4096379B2 - 高光沢タイプのインクジェット記録用紙及びその製造方法

Info

Publication number: JP4096379B2
Application number: JP21893497A
Authority: JP
Inventors: 巻正芳田; 子貢一金
Original assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Current assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: JPH1148604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録層の光沢が高く、インク吸収性が良好であり高精細高画質なインクジェット記録に適した高光沢タイプのインクジェット記録用紙及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェットプリンターは騒音が少なく、比較的高速記録が可能であり、フルカラー記録が容易に行えることから様々な分野で利用されている。特にデジタルカメラなどの普及によりその出力にフォトライクな印刷品質が要望されており、プリンターの解像度や色再現、階調表現の一層の向上が図られてきている。
インクジェットプリンター用の受像紙としてはインクにじみを種々改良した上質紙や多孔性顔料を主体とした塗工層を設けた塗工紙などが多く使用されている。しかし、これらの紙は記録面の光沢が低く、高精細な印字ができたとしても光沢が低いためフォトライクという要望には適さない。
【０００３】
一方、光沢度の高い塗工紙として、キャストコート紙は、塗工層の空隙が少ないため、インクを十分に吸収定着受容できずインクにじみやインクのあふれが顕著に起こりインク乾燥性が悪いためインクジェット記録用紙としては不向きであった。すなわち一般のキャストコート紙は、塗工層が湿潤状態にある内に鏡面を有するドラムに加圧して乾燥させるため塗工層の多孔性が失われるためにインク吸収性が低いものとなってしまう。しかし、インク吸収性を高めるために多孔性の高い塗工層を形成すると光沢度が低いものとならざるを得ない。従って、キャストコート紙特有の高い表面光沢度とインクジェット記録適正（インク吸収性）を両立することが困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、インク吸収性、インク乾燥性が良好であり、光沢度の高い、鮮明な高解像度の画像をカラープリンター等で得られる高光沢タイプのインクジェット記録用紙及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、支持体上に少なくとも一層以上の塗工層を設けたインクジェット記録用紙において、その最表層が空隙を有する有機顔料を含んでなる記録層であり、該記録層は顔料１００重量部に対してバインダー１０〜５０重量部であり、顔料が白色顔料５０〜９５重量部と空隙を有する有機顔料５〜５０重量部であり、該前記空隙を有する有機顔料は平均粒子径２５μｍ以下であり、かつ、前記記録層中に４級アンモニウム塩ポリマーを含有せしめるとともに、該記録層は高光沢の鏡面仕上げ形成されていることを特徴とする高光沢タイプのインクジェット記録用紙としたものである。
【０００６】
その製造方法は、支持体上に少なくとも一層以上の塗工層を設けたインクジェット記録用紙の製造方法であって、その最表層の記録層の形成は、顔料１００重量部に対してバインダー１０〜５０重量部と、白色顔料５０〜９５重量部と空隙を有する平均粒子径が２５μｍ以下の有機顔料５〜５０重量部と、４級アンモニウム塩ポリマーとを含有する塗工液を塗工し、該塗布後湿潤状態にある内に加熱された鏡面仕上げの金属面を有するドラムの金属面に圧着し乾燥することを特徴とするキャスト法による高光沢タイプのインクジェット記録用紙の製造方法である。
【０００８】
上記記録層の７５度鏡面白紙光沢度は６０％以上としたものである。
【００１０】
本発明に用いる空隙を有する有機顔料は、その顔料に空洞を有していて、なおかつ平均粒子径が２５μｍ以下であれば良い。有機顔料の組成は特に限定されるものではないが、スチレン、エチレン、塩化ビニル、ポリウレタン、アクリル、酢酸ビニル、ポリカーボネート、ナイロンなどのポリマー微粒子およびこれらの共重合体などが挙げられる。耐熱性等の観点からスチレン−アクリル共重合体が好適に用いられる。平均粒子径は２５μｍを超えると記録層の平滑性が損なわれるため好ましくない。空隙を有する有機顔料を配合した塗工液をキャストコート法によって塗設することにより、塗工層がポーラスとなりインク吸収性が飛躍的に向上すると同時に塗工層がポーラスでありながら高い光沢度が得られる。有機顔料の配合量は、５〜５０重量部が好適である。５重量部より少ないと上記改善効果が得られない。また、５０重量部を超えると空隙を有する有機顔料は不透明度が高いために印字濃度が低下するため好ましくない。
【００１１】
本発明に用いる白色顔料としては公知の白色顔料を一種以上用いることができる。例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、カオリン、焼成カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、硫化亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸リチウム、合成シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトボン、ゼオライトなどの無機顔料、及び有機顔料として上述したような組成の空洞を有しない有機顔料が挙げられる。
【００１２】
バインダーとしては顔料及び原紙との接着力が強く、用紙間でブロッキングを起こさない樹脂が好ましく、エマルジョン、ラテックス、天然高分子等を単独または組み合わせて使用できる。このようなバインダーとしては、スチレン−ブタジエン共重合体、変性スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、メチルメタアクリレート−ブタジエン共重合体、クロロプレンラテックス、アクリル酸エステル及びメタアクリル酸エステルの重合体又は共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−マイレン酸エステル共重合体、アクリル−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、でんぷん、酸化でんぷん、エステル化でんぷん、酵素変性でんぷん、カチオン化でんぷん、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリルアミド類、ポリビニルピリジン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、カゼイン、アルギン酸ソーダ、ポリスチレンスルホン酸ソーダ、でんぷん−アクリロニトリルグラフトポリマー加水分解物、スルホン化キチン、カルボキシル化キチン、及びキトサンとそれらの誘導体等を例示することができる。
【００１３】
塗工液組成中のバインダーの添加量は、顔料１００重量部に対して１０〜５０重量部であることが好ましい。バインダーが顔料１００重量部に対して１０重量部より少ないと塗工層の強度が弱く、塗工層の脱落、粉落ちなどの問題が発生するため好ましくない。また、５０重量部を超えると塗工性の悪化や顔料を被覆してしまうことで顔料の特性を阻害するため好ましくない。
【００１４】
キャストコートの方法は、ウエット法、リウエット法、ゲル化法等の公知の方法を適宜使用すればよい。記録層を得るための塗工方式は特に限定されるものではなく、一般の塗工方式、例えば、ブレードコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、エアーナイフコーター、ダイコーター、バーコーター、グラビアコーター、カーテンコーター、チャンブレックスコーター、リップコーター、ロッドコーターなどの塗工方式を採用することができる。
【００１５】
記録層中にカチオン性物質を含有せしめることで印字部の耐水性向上及び印字濃度向上効果を得ることができる。本発明においては、前述した顔料を配合した塗工層であって、そこにある一定量のカチオン性物質を含有することで印字部の耐水性とインク濃度向上効果が得られるものであり、カチオン性物質を含有せしめる方法は特に限定されるものではない。従って、カチオン性物質は、キャストコート法がウエット法の場合は、塗工液に添加し、ゲル化法の場合は塗工液のみに又はゲル化液のみに又は塗工液及びゲル化液に添加し、リウエット法の場合は塗工液のみに又はリウエット液のみに又は塗工液及びリウエット液に添加することによって記録層中に含有せしめることができる。この場合のカチオン性物質としては、水に溶解したときに解離してカチオン性を呈する従来公知のモノマー、オリゴマー、あるいはポリマー等がいずれも使用できるが、本発明においては、４級アンモニウム塩ポリマーが使用される。ゲル化用湿潤液又はリウエット用湿潤液と混合して利用する場合は、カチオン性物質の含有量としては塗工層中に含量１００重量部に対して０．１〜２０重量部程度が一般的である。特に塗工液に添加する場合には、その添加量が多すぎると塗工液の流動性が悪化し塗工が困難となるおそれがあるため２０重量部を超えない範囲とすることが好ましい。
【００１６】
塗工液には、必要に応じて分散剤、消泡剤、離型剤、ＰＨ調整剤、潤滑剤、保水剤、増粘剤、耐水化剤、防腐剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、着色顔料、着色染料、流動改良剤などを適宜選定して添加することができる。
このようにして調整された塗工液をキャストコート法で塗工層を設けることで容易に本発明の高光沢タイプのインクジェット記録用紙を得ることができる。
塗工量は片面あたりの乾燥塗工量が好ましくは５〜５０ｇ／ｍ² となるようにオンマシンあるいはオフマシンコーターで単層あるいは多層塗工される。塗工量が５ｇ／ｍ² 以上とすることにより紙表面を十分に被覆し高い白紙光沢が得られやすく、インク吸収性も十分なものとなる。また塗工量が多すぎると印字濃度低下やコスト高となる恐れがあるため、５０ｇ／ｍ² 以下とすることが好ましい。
原紙としては、酸性及び中性の上質紙や中質紙等が使用できるが、塗工原紙としての塗工適正を備えた原紙を使用することが好ましい。
【００１７】
【実施例】
以下実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、例中の「部」及び「％」は特に断らない限り「重量部」及び「重量％」を示す。
【００１８】
実施例１
ＬＢＫＰ９０部、ＮＢＫＰ１０部からなるパルプ配合に、パルプに対し、カチオンでんぷん０．７％、アルケニル無水コハク酸０．０７％、重質炭酸カルシウム２０％、バンド１％を添加して調整した原料を長網式抄紙機で抄紙し、サイズプレスにおいて表面サイズ剤（アルキルケテンダイマー）を含有した水溶液を乾燥固形量両面に０．５ｇ／ｍ² になるように処理し乾燥後米坪８４．３ｇ／ｍ² の原紙を得た。
別にカオリン６０部（商品名：アルファーコート、Ｅ．Ｃ．Ｃ．ＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ製、吸油量４０ｍｌ／１００ｇ）、軽質炭酸カルシウム３５部（商品名：ＴＰ２２２ＨＳ、奥多摩工業社製、吸油量２８ｍｌ／１００ｇ）、空隙を有する有機顔料５部（商品名：ローペイクＨＰ−９１、ロームアンドハース社製、平均粒子径１．０μｍ）とを配合し、ポリアクリル酸ソーダ０．１部を加えてコーレス分散機で６０％の顔料スラリーを調整した。このスラリーにカゼイン溶液１０部（固形分）、スチレン−ブタジエン共重合ラテックス１０部（固形分）を加え、次いでカチオン性物質５重量部（商品名：レタミノールＦ、バイエル社製、４級アンモニウム塩ポリマー）を加え更に、水を加えて固形分濃度４３％の塗工液を調整した。このようにして得た塗工液を前記の原紙に片面乾燥重量２５ｇ／ｍ² になるようにリバースロールコーターで塗工を行い、１００℃に加熱した鏡面を有するキャストドラムに圧着して乾燥し、インクジェット記録用紙を得た。
【００１９】
実施例２
カオリン６０部（商品名：アルファーコート、Ｅ．Ｃ．Ｃ．ＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ製、吸油量４０ｍｌ／１００ｇ）、軽質炭酸カルシウム３５部（商品名：ＴＰ２２２ＨＳ、奥多摩工業社製、吸油量２８ｍｌ／１００ｇ）、空隙を有する有機顔料５部（商品名：ローペイクＨＰ−９１、ロームアンドハース社製、平均粒子径１．０μｍ）とを配合し、ポリアクリル酸ソーダ０．１部を加えてコーレス分散機で６０％の顔料スラリーを調整した。このスラリーにカゼイン溶液１０部（固形分）、スチレン−ブタジエン共重合ラテックス１０部（固形分）を加え更に、水を加えて固形分濃度４３％の塗工液を調整した。このようにして得た塗工液を実施例１で使用した原紙に片面乾燥重量２５ｇ／ｍ² になるようにリバースロールコーターで塗工を行い、ゲル化液としてギ酸カルシウム１０％水溶液と固形分濃度５％のカチオン性物質（商品名：レタミノールＦ、バイエル社製、４級アンモニウム塩ポリマー）の混合水溶液でゲル化処理し、塗工層が湿潤状態にある内に１００℃に加熱した鏡面を有するキャストドラムに圧着して乾燥し、インクジェット記録用紙を得た。
【００２０】
実施例３
実施例２と同様な塗工液を実施例１で使用した原紙に片面乾燥重量２５ｇ／ｍ² になるようにリバースロールコーターで塗工を行い、１００℃、２分間送風乾燥機で乾燥した。この塗工面にリウエット液として３％ギ酸カルシウムと固形分濃度３％のカチオン性物質（商品名：レタミノールＦ、バイエル社製、４級アンモニウム塩ポリマー）の混合水溶液を塗布再湿潤し、塗工層が湿潤状態にある内に１００℃に加熱した鏡面を有するキャストドラムに圧着して乾燥し、インクジェット記録用紙を得た。
【００２１】
実施例４
実施例１と同様な塗工液を実施例１で使用した原紙に片面乾燥重量２５ｇ／ｍ² になるようにリバースロールコーターで塗工を行い、ゲル化液としてギ酸カルシウム１０％水溶液と固形分濃度５％のカチオン性物質（商品名：レタミノールＦ、バイエル社製、４級アンモニウム塩ポリマー）の混合水溶液でゲル化処理し、塗工層が湿潤状態にある内に１００℃に加熱した鏡面を有するキャストドラムに圧着して乾燥し、インクジェット記録用紙を得た。
【００２２】
実施例５
実施例１と同様な塗工液を実施例１で使用した原紙に、片面乾燥重量２５ｇ／ｍ² になるようにリバースロールコーターで塗工を行い、１００℃、２分間送風乾燥機で乾燥した。この塗工面にリウエット液として３％ギ酸カルシウムと固形分濃度３％のカチオン性物質（商品名：レタミノールＦ、バイエル社製、４級アンモニウム塩ポリマー）の混合水溶液を塗布再湿潤し、塗工層が湿潤状態にある内に１００℃に加熱した鏡面を有するキャストドラムに圧着して乾燥し、インクジェット記録用紙を得た。
【００２３】
実施例６
顔料としてカオリン４０部（商品名：アルファーコート、Ｅ．Ｃ．Ｃ．ＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ製、吸油量４０ｍｌ／１００ｇ）、軽質炭酸カルシウム１０部（商品名：ＴＰ２２２ＨＳ、奥多摩工業社製、吸油量２８ｍｌ／１００ｇ）、空隙を有する有機顔料５０部（商品名：ローペイクＨＰ−９１、ロームアンドハース社製、平均粒子径１．０μｍ）とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００２４】
実施例７
顔料として実施例６と同様としたこと以外は、実施例２と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００２５】
実施例８
顔料として実施例６と同様としたこと以外は、実施例３と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００２６】
実施例９
実施例６と同様な塗工液を用いたこと以外は、実施例４と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００２７】
実施例１０
実施例６と同様な塗工液を用いたこと以外は、実施例５と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００２８】
実施例１１
顔料としてカオリン４０部（商品名：アルファーコート、Ｅ．Ｃ．Ｃ．ＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ製、吸油量４０ｍｌ／１００ｇ）、軽質炭酸カルシウム１０部（商品名：ＴＰ２２２ＨＳ、奥多摩工業社製、吸油量２８ｍｌ／１００ｇ）、合成シリカ３０部（商品名：ミズカシルＰ−７８Ａ、水澤化学社製、吸油量２４５ｍｌ／１００ｇ）、空隙を有する有機顔料２０部（商品名：ローペイクＨＰ−９１、ロームアンドハース社製、平均粒子径１．０μｍ）とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００２９】
実施例１２
顔料として実施例１１と同様としたこと以外は、実施例２と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３０】
実施例１３
顔料として実施例１１と同様としたこと以外は、実施例３と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３１】
実施例１４
実施例１１と同様な塗工液を用いたこと以外は、実施例４と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３２】
実施例１５
実施例１１と同様な塗工液を用いたこと以外は、実施例５と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３３】
比較例１
顔料としてカオリン６０部（商品名：アルファーコート、Ｅ．Ｃ．Ｃ．ＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ製、吸油量４０ｍｌ／１００ｇ）、軽質炭酸カルシウム４０部（商品名：ＴＰ２２２ＨＳ、奥多摩工業社製、吸油量２８ｍｌ／１００ｇ）とし、カチオン性物質を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３４】
比較例２
顔料として比較例１と同様としたこと以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３５】
比較例３
顔料として比較例１と同様としたこと以外は、実施例２と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３６】
比較例４
顔料として比較例１と同様としたこと以外は、実施例３と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３７】
比較例５
比較例２と同様の塗工液を用いたこと以外は、実施例４と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３８】
比較例６
比較例２と同様の塗工液を用いたこと以外は、実施例５と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３９】
比較例７
顔料としてカオリン４０部（商品名：アルファーコート、Ｅ．Ｃ．Ｃ．ＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ製、吸油量４０ｍｌ／１００ｇ）、空隙を有する有機顔料６０部（商品名：ローペイクＨＰ−９１、ロームアンドハース社製、平均粒子径１．０μｍ）とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４０】
比較例８
顔料として比較例７と同様としたこと以外は、実施例２と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４１】
比較例９
顔料として比較例７と同様としたこと以外は、実施例３と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４２】
比較例１０
顔料として比較例７と同様としたこと以外は、実施例４と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４３】
比較例１１
顔料として比較例７と同様としたこと以外は、実施例５と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４４】
比較例１２
実施例１１と同様の塗工液を用い、実施例１で使用した原紙に片面乾燥重量２ｇ／ｍ² になるようにリバースロールコーターで塗工を行い、１００℃、２分間送風乾燥機で乾燥した。この塗工紙をスーパーキャレンダーで塗工面を平滑処理しインクジェット記録用紙を得た。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【表２】

【００４７】
以上の実施例及び比較例において得られたインクジェット記録用紙について、表１にそれぞれの塗工液の処方、表２に紙質及びインクジェット適性評価結果を示す。なお、実施例及び比較例の紙質及びインクジェット適性評価の方法は以下に示すとおりである。
（１）光沢度：ＪＩＳＰ８１４２に準じて塗工層の７５度鏡面光沢度を測定した。
（２）インクにじみ：エプソン製フルカラーインクジェットプリンター（商品名：ＭＪ７００Ｖ２Ｃ）でＣＭＹＫの単色及び混色（ＲＧＢ）を印字し、インクのにじみの程度を目視により判定した。にじみが全くないものを○、にじみがわずかに発生するが実用上許容できるものを△、にじみの発生により実用上許容できないものを×とした。
（３）インク乾燥性：エプソン製フルカラーインクジェットプリンター（商品名：ＭＪ７００Ｖ２Ｃ）でＣＭＹＫの単色及び混色（ＲＧＢ）を印字し、印字後３０秒後に印字部を指で触れたときにインクが指に全く付着しないものを○、わずかに付着するものを△、インクがべったり指に付着するものを×とした。
（４）印字濃度：エプソン製フルカラーインクジェットプリンター（商品名：ＭＪ７００Ｖ２Ｃ）でＣＭＹＫの単色及び混色（ＲＧＢ）を印字し、印字部の色濃度を目視により判定した。印字濃度が明らかに濃いものを○、やや薄いが実用上許容できるものを△、印字濃度が薄く実用上許容できないものを×とした。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したごとく、本発明の高光沢タイプのインクジェット記録用紙は、インク吸収性及びインク乾燥性が良好であり、光沢度の高い、フォトライクで鮮明な高解像度の画像を得ることができ、特にインクジェットプリンターの受像紙として好適である。
【００４９】
また本発明は空隙を有する有機顔料を配合した塗工液をキャストコート法によって塗設することにより、塗工層がポーラスとなりインク吸収性が飛躍的に向上すると同時に塗工層がポーラスでありながら高い光沢度が得られる。
さらに本発明方法は調整された塗工液をキャストコート法で塗工層を設けることで、容易に高光沢タイプのインクジェット記録用紙を得ることができる。

Claims

支持体上に少なくとも一層以上の塗工層を設けたインクジェット記録用紙において、その最表層が空隙を有する有機顔料を含んでなる記録層であり、該記録層は顔料１００重量部に対してバインダー１０〜５０重量部であり、顔料が白色顔料５０〜９５重量部と空隙を有する有機顔料５〜５０重量部であり、該前記空隙を有する有機顔料は平均粒子径２５μｍ以下であり、かつ、前記記録層中に４級アンモニウム塩ポリマーを含有せしめるとともに、該記録層は高光沢の鏡面仕上げ形成されていることを特徴とする高光沢タイプのインクジェット記録用紙。
前記記録層は、７５度鏡面白紙光沢度が６０％以上であることを特徴とする請求項１記載の高光沢タイプのインクジェット記録用紙。
支持体上に少なくとも一層以上の塗工層を設けたインクジェット記録用紙の製造方法であって、その最表層の記録層の形成は、顔料１００重量部に対してバインダー１０〜５０重量部と、白色顔料５０〜９５重量部と空隙を有する平均粒子径が２５μｍ以下の有機顔料５〜５０重量部と、４級アンモニウム塩ポリマーとを含有する塗工液を塗工し、該塗布後湿潤状態にある内に加熱された鏡面仕上げの金属面を有するドラムの金属面に圧着し乾燥することを特徴とするキャスト法による高光沢タイプのインクジェット記録用紙の製造方法。