JP7455618B2 - インクジェット記録用シート - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録用シートに関するものである。

近年、コンピューター利用技術の普及により、コンピューターにより作成した資料をプリンターなどでプリントアウトすることが頻繁に行われるようになってきた。その際使用されるプリンターとしては、ドットインパクトプリンター、レーザープリンター、サーマルプリンターおよびインクジェットプリンター等が挙げられるが、高画質のフルカラー画像が容易に得られること、プリントアウト時の機械的騒音がほとんどないこと、プリントアウトに伴うランニングコストが低いことなどの利点によりインクジェットプリンターが広く利用されている。また、インクジェットプリンターやインクジェットプロッター用のインクを顔料インクにすることにより、プリントアウトしたものを屋内や屋外で長期間展示することが行われるようになってきた。

インクジェットプリンターに用いられる用紙としては、通常普通紙やコート紙が多く用いられるが、プラスチックフィルムからなる基材表面にインク受理層を設けた記録用シートも用いられている。このインクジェット記録用シートに要求される性能には種々のものがあるが、特に水性インクジェット用記録シートでは、一般的に受理層は水性インクの受容を高めることから親水性が高い傾向にあった。

インク吸収能力を向上させる方法として、インク受理層中に塩基性乳酸アルミニウムを含有させ画像のにじみを抑制する効果を発揮するとともに、画像濃度を高め表層の強度を上げる効果を発揮する方法が提案されている。

しかしながら、水性インクの受容性を高め親水性を高めると印刷印画の性能は高まるが耐水性が十分でない傾向があり、特にラベル用などに利用する際は、貼着対象物が屋外に晒され雨水などの接触があるために、さらに擦れた場合の摩耗性（耐水摩耗性）を高める要請があった。

特許第４５６７９１６号公報

そこで、本発明の主たる課題は、耐水摩耗性に優れるインクジェット記録用シートを提供することにある。

上記課題を解決したインクジェット記録用シートは以下のとおりである。
基材上にインク受理層と、前記インク受理層と前記基材との間にアンカーコート層を有するインクジェット記録用シートであって、前記アンカーコート層に、エポキシ系化合物及びイソシアネート系化合物の少なくとも一方の架橋剤と、バインダーとしてスチレンアクリル系化合物とを有し、前記インク受理層にバインダーとしてポリビニルアルコールとアクリル樹脂を有することを特徴とするインクジェット記録用シート。

アンカーコート層に架橋剤を含有させることで基材とインク受理層の接着を強くし、耐水摩耗性を上げることが可能となった。

本発明によれば、インクジェット記録用シートは高い耐水摩耗性を備えるものとなる。

本発明のインクジェット記録用シートは、基材の少なくとも一方の面に、インク受理層及びアンカーコート層を有するものである。
本発明の基材は、プラスチックフィルム、合成繊維からなる不織布、耐水処理された紙など、耐水性を有する種々の基材が使用可能である。特に、耐水性の点からプラスチックフィルムが好適である。素材の面からは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの一般的な熱可塑性樹脂フィルム、あるいはそれら熱可塑性樹脂フィルムに炭酸カルシウムなどの無機粉末を内添させたもの、有機ピグメントを内添させたものなどから選択することが可能である。また、構造の面からは製造の過程でボイドを発生させたもの、多層のものなどから選択することが可能である。尚、ここでいうプラスチックフィルムには合成紙と称されるものも含まれる。

また、密着性や漏れ性を向上させるなどの目的で、基材の片面または両面に酸化法や凹凸法などにより表面処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、クロム酸化処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線処理などが挙げられ、また凹凸法としては、例えば溶剤処理法など公知の方法が挙げられる。これらの表面処理法は基材の種類に応じて適宜選択されるが、一般にはコロナ放電処理法が効果および操作性などの面から好ましく用いられる。また易接着処理を施すこともできる。 なお、基材の厚みは特に限定されず用途に応じて選択することが可能であるが、通常１０～４００μｍであり、例えば一般的なポスターやラベル用原紙の作成に使用する場合などでは５０～２００μｍが好ましい。
さらに、必要に応じて基材の他面側に搬送性を向上させるための発泡プラスチックフィルムや、基材の他面側に外面に剥離紙を貼着した粘着剤層を設けてもよい。

（インク受理層）
本発明におけるインク受理層は、インクが直接に噴射される層である。本発明においては、少なくとも１層以上のインク受理層を有する。必要により複数のインク受理層であってもよい。

本形態のインク受理層は、バインダー、顔料等を含む。
インク受理層の強度を上げる目的で添加されるバインダーとしては、例えば酸化でんぷん、エステル化でんぷんなどのでんぷん類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋 白、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、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などの共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの重合体または共重合体等のアクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、また２種以上を組み合わせて用いてもよい。

さらに、アクリル樹脂を含ませるのが望ましい。特に、アクリル樹脂とポリビニルアルコールとの組み合わせが好適である。ポリビニルアルコールが少なくアクリルが多いと、塗工層の強度が高くなるものの印画濃度が低くなり、インク受容性が十分でない傾向がみられる。
この観点から、重量比でポリビニルアルコール：アクリル樹脂は、１０：９０～４０：６０が望ましい。
インク受理層に、後述するアンカーコート層に添加する架橋剤を混入させることは、インク受理層の強度が高くなり印画性能が悪くなるため適さない。

上記インク受理層は顔料を含有することが可能である。顔料としては、有機、無機の制限はなく、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、クレー、珪藻土、水酸化アルミニウム、ポリスチレン、ポリメタクリレート、酸化チタン、焼成カオリンなどが挙げられ、本形態では少なくともシリカ及びアルミナを含むのが望ましい。Ｆ／Ｒ比は１．０～３．０が好ましい。Ｆ／Ｒ比が１．０未満だと印画適性が悪くなり、３．０を超えると耐水摩耗性が悪くなる。Ｆはフィラー（顔料）、Ｒは樹脂（バインダー）の重量部を表す。

上記インク受理層には、インクの定着性を向上させる目的で、カチオン性物質を含有させることが可能である。カチオン性物質としては、ポリエーテル第４級アンモニウム塩、第４級ポリアンモニウム塩、ポリアミドエピクロロヒドリン－メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロライド系物質、カチオン性コロイダルシリカ等が挙げられる。このカチオン性物質の含有量は、固形分重量でインク受理層に対し１～３０重量％であることが好ましい。１重量％未満では定着効果に乏しく、一方３０重量％を越えると定着効果は飽和し、層の耐水性が劣化するからである。より好ましくは５～２０重量％である。

また、インク受理層にアルミナゾルを含有させることも可能である。アルミナゾルを含有させると、層の強度が向上する。本発明に用いられるアルミナゾルとしては、５～２００μｍのコロイドの大きさを持つアルミナ水和物（ベーマイト系）が好ましい。これらは、例えば日産化学工業社よりアルミナゾル１００，アルミナゾル２００，アルミナゾル５２０などの商品名で市販されている。

上記インク受理層の厚さは、複数のインク受理層の全体をあわせて１～８０μｍが好ましく、特に５～６０μｍが好ましい。インク受理層の厚さが１μｍ未満ではインクの吸収性が悪く、画像が滲んでぼける原因となる。一方、インク受理層が８０μｍを超えると発色性に劣る場合があり、また乾燥しにくくなるため、表面にひび割れが生じやすく好ましくない。
上記インク受理層の固形分重量は、１０．０～３０．０ｇ／ｍ²が好ましい。

上記インク受理層の各層の形成には、塗工、散布、浸漬等、従来公知の種々の方法を用いることが可能である。特に、リバースロールコート、エアナイフコート、グラビアコート、ブレードコートなどによる塗工が望ましい。なお、塗工液などには、従来使用されている各種添加剤、例えば界面活性剤、潤滑剤、安定剤、着色剤などを添加することができる。
また、塗工などの後に乾燥処理することによってインク受理層を形成するが、乾燥処理は熱風乾燥など通常の方法で、１００～１２０℃程度の温度が望ましい。なお、基材とインク受理層の密着性を向上させる目的でアンカー層を設けることが望ましい。

本発明においては、インク受理層が基材の片面に設けられる場合、基材のもう一方の面にマット層またはインク受理層を設けることができる。マット層はバインダーおよびマット化剤により形成され、該バインダーとしては、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などがあり、具体的にはアクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニル系の各樹脂が挙げられる。またマット化剤としては、例えばシリカ、ジルコニア、クレー、カオリン、アルミナ、酸化チタン、ゼオライトなどの無機粉体、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などの合成樹脂が挙げられる。このマット化剤の平均粒子径は、０．１～２０μｍ、好ましくは２～１０μｍが望ましい。

また、基材の両面にインク受理層を形成する場合は同一のインク受理層を設けてもよいし、一方を例えばマット化剤を含有しない、もしくは極少量含有させたもので透明性のあるインク受理層としてもよい。このマット層の厚さは、カール防止性や良好な筆記性などが得られる点から、１～１０μｍ、好ましくは３～７μｍがよい。さらに該マット層には、従来添加剤として慣用されているもの、例えば界面活性剤、潤滑剤、安定化剤、着色剤などを含有させることができる。なお、本発明のインクジェット記録用シートは、各種のインクで記録を行なうことが可能であるが、特に色材として染料ではなく顔料を用いたタイプのインクで記録した場合により優れた効果を発揮する。

（アンカーコート層）
本発明では、インク受理層と基材の間にアンカーコート層を有することが必要である。アンカーコート層としては、エポキシ系化合物及びイソシアネート系化合物の少なくとも一方の架橋剤と、炭酸カルシウム、スチレンアクリル系化合物とを有するのが望ましい。

上記アンカーコート層には、硬化剤としての役割を果たす架橋剤を含む。架橋剤は、エポキシ系、イソシアネート系が好ましく、より好ましいのはエポキシ系である。
架橋剤を混入することで、インク受理層が基材から剥がれにくくなる（耐水摩耗性が高まる）。
アンカーコート層中に、架橋剤を１.０～１５.０重量％含有していることが好ましく、特に３.０～８.０重量％含有していることが望ましい。架橋剤を入れすぎると、架橋性が高まりすぎてアンカーコート層が脆くなるとともに、塗工液のポットライフが短くなり品質に支障をきたすようになる。また、これ以上入れることは経済的な面で不利である。

上記アンカーコート層は、インクの吸収容量を増大させる役割も担っている。
インクの吸収容量を増大させる役割を担うインク受理層には、シリカ、珪藻土などの無機顔料、あるいは尿素アルデヒド樹脂などの有機顔料など種々のものが用いられるが、これらの顔料では効果が十分でなく、インク受容性が高い観点から炭酸カルシウムを顔料として使用するのが望ましい。炭酸カルシウム以外の無機顔料や、有機顔料は炭酸カルシウムの効果を損ねない程度に加えることは可能である。具体的には、水不溶性のもので、シリカ、アルミナ、合成および天然ゼオライト、炭酸マグネシウム、珪藻土、タルク、酸化チタン、ホワイトカーボン、クレー、有機顔料などが挙げられ、これらは単独で、または混合して使用できる。

アンカーコート層の炭酸カルシウムの含有量は、固形分重量で５.０ｇ／ｍ²以下であることが好ましい。５.０ｇ／ｍ²を越えた場合、滲みの防止効果は飽和してそれ以上の効果は期待できない。
次に、アンカーコート層の全固形分重量は、１.０～２０.０ｇ／ｍ²、特に３.０～１５.０ｇ／ｍ²であることが好ましい。１.０ｇ／ｍ²未満では画像の滲みが発生しやすく、２０.０ｇ／ｍ²を越えると成膜が困難となる。より好ましくは３.０～１５.０ｇ／ｍ²である。なお、これらアンカーコート層の炭酸カルシウムの含有量及びアンカーコート層の全固形分重量は、アンカーコート層が２層以上ある場合は全体のものを意味する。

上記アンカーコート層には、層の強度を向上させる目的でバインダー樹脂を含有させることが好ましい。バインダー樹脂としては各種の公知のものを使用でき、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ゼラチン、ポリビニルアセタール、カルボキシメチ ルセルロース、ポリビニルピロリドン、スチレン－アクリル共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体、スチレン－ブタジエンゴム、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂などが挙げ られる。
バインダー樹脂の含有量は、アンカーコート層の全固形分重量に対して３０～９０重量％が好ましい。この含有量が３０重量％未満ではアンカーコート層の強度が不十分になるおそれがあり、９０重量％を超えると画像の滲みが発生する場合がある。アンカーコート層の強度および画像の滲みなどを考慮すると、このバインダー樹脂のより好ましい含有量は５０～８０重量％である。顔料とバインダーのＦ／Ｒ比は０．５以下が好ましい。Ｆ／Ｒ比が０．５を超えると耐水摩耗性が悪くなる。
なお、これらのバインダー樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
実施の形態では、特にスチレン－アクリル共重合体（例えば「アクロナールＹＪ－６２２１Ｄ」、ジャパンコーティングレジン社製）を用いるのが望ましく、基材および他の層との接着性に優れ好適である。
また、基材の他の一部又は全部に粘着剤を塗り、インクジェットで印画したシートをそのまま又はカットして、物品に貼り付けてラベル用に利用することも可能である。

次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの例によってなん ら限定されるものではない。

（実施例１）
インク受理層塗工液は、バインダーの３１．６重量％のうち、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とアクリル樹脂（Ｔｇ４℃、ＭＦＴ０℃のグレード）の重量比が２５：７５となるようにし、顔料のシリカであるミズカシルＰ－５０を５８．７重量％、アルミナゾル及びタキセラムＭ－１６０Ｌ、インク定着剤を合計で９．７重量％、他助剤を混合、攪拌して調製した。
アンカーコート層塗工液は、アクリル系バインダーであるアクロナールＹＪ－６２２１Ｄを７４．３重量％と炭酸カルシウムを２２．７重量％となるように調製し、エポキシ系架橋剤を３重量％、他助剤を混合し、攪拌して形成される。
厚さ８０μｍのプラスチックフィルム（ユポＦＰＧ８０、ユポ・コーポレーション社製）の片面にアンカーコート層塗工液を固形分重量にして５.６ｇ／ｍ²を塗工・乾燥してアンカーコート層を形成し、次いでインク受理層を固形分重量にして１８．９ｇ／ｍ²を塗工・乾燥してインク受理層を形成し、インクジェット記録用シートを作製した。

（実施例２～８、比較例１～５）
実施例２～８、比較例１～５は実施例１と同様に表１に従って、アンカーコート層、インク受理層を変更し、インクジェット記録用シートを得た。

実施例１～８、比較例１～５のインクジェット記録用紙について、耐水摩耗性強度（以下、強度ともいう）と印画適性を測定した結果を表１に示す。耐水摩耗性強度と印画適性の評価基準は以下である。また、インク受理層塗液の塗工性についても評価した。
（強度）
得られたインクジェット記録用シートにプリンター（ＳＣＰ１００５０、ＥＰＳＯＮ社製）でイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのベタをそれぞれ印画しスリーワンモーターのシャフトに印画面が外側になるように巻きつけ、砂利と水を８０：２０の重量比で混合した液に浸漬させて、５００ｒｐｍで６０秒間回転させた後、シートの印画面の剥がれ具合を確認した。
◎：６０％の印画が残る。
○：４０％の印画が残る。
△：２０％の印画が残る。
×： 全ての印画が剥がれる。
評価では、○以上のものを実用レベルのものとした。
（印画適性）
得られたインクジェット記録シートにプリンター（ＳＣＰ１００５０、ＥＰＳＯＮ社製）でイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのベタをそれぞれ印画し以下基準で評価した。
◎：発色がよく、滲まない。
○：発色がよいが、少し滲む。
×：発色が悪く、滲む。
（塗液流動性）
各々のインク受理層塗工液について、塗工性について評価した。
◎：塗工可能
○：塗工可能だが塗工面が不均一となる
×：塗工不可能

結果を表１に示す。

本発明は、上記例のようなインクジェット記録用シートの他、ラベル用原紙など用紙全般で利用できるものである。

Claims (5)

1. 基材上にインク受理層と、前記インク受理層と前記基材との間にアンカーコート層を有する、インクジェット記録用シートであって、
   前記アンカーコート層に、エポキシ系化合物及びイソシアネート系化合物の少なくとも一方の架橋剤と、バインダーとしてスチレンアクリル系化合物とを有し、
   前記インク受理層にバインダーとしてポリビニルアルコールとアクリル樹脂を有し、
   前記インク受理層の前記ポリビニルアルコールと前記アクリル樹脂の含有重量比率が１０：９０～４０：６０である、
   ことを特徴とするインクジェット記録用シート。
2. 前記架橋剤の含有量が、前記アンカーコート層中に１.０～１５.０重量％含有している、請求項１に記載のインクジェット記録用シート。
3. 前記アンカーコート層が、炭酸カルシウムを含む、請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録用シート。
4. 前記アンカーコート層の炭酸カルシウムとバインダーのＦ／Ｒ比が０．５以下である、請求項３に記載のインクジェット記録用シート。
5. 前記基材の裏面に少なくとも一方の一部又は全部に粘着剤層を有する、
   請求項１～４に記載のインクジェット記録用シート。