JPH0234792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はインクジエツト記録用の記録用紙に関
するもので、特にインク吸収性にすぐれるととも
にインクドツトの広がりをおさえ、記録物の記録
濃度を高く保つ事が出来る記録用紙を提供するこ
とを目的とする。 インクジエツト方式による記録は、騒音が少な
い事、カラー化が容易である事、高速記録が可能
である事、普通紙が使用出来る事、等の理由から
近年注目を集め、フアクシミリ、各種プリンター
等への応用が広がりつつある。一般にインクジエ
ツト記録方式に使用される記録紙は普通紙で良い
とされているが、それは広く世の中に使用されて
いる一般紙がすべて使用出来ると言う意味ではな
く、よりすぐれた記録物を得るためには、紙自身
がいくつかの条件を具備している事が必要であ
る。その条件としては次の様なものを上げる事が
出来る。 (1) インクの吸収性にすぐれており、紙面上に付
着したインクドツトを速やかに紙の内部に吸収
出来ること。 (2) 紙面上でのインクドツトの広がりを抑える事
が出来ること。 (1)の条件はインクジエツト記録用紙の具備しな
ければならない最も基本的な条件であるが、この
条件はインクジエツト方式によつてカラー画像を
描こうとする様な場合には特に重要な性質とな
る。それはカラー画面を描くためにはイエロ、シ
アン、マゼンタの各インクの組合せで多色を作り
出す必要があるので、異色インクが紙面上の同一
ケ所に付着するために単位面積あたりのインク量
が多くなるからである。 (2)の条件はあざやかな記録物を得るための必要
条件であつて、インクドツトの広がりを防止する
事によつて記録物の反射濃度を上げる事が出来
る。一般に記録物の反射濃度を上げる最も簡単な
方法はインク中に含まれる染料濃度を大きくする
事であるが、その様な方法にはヘツドノズルの目
詰り等の理由で制限がある。したがつて、紙がこ
の様な性質をもつ事は重要である。 これら(1)、(2)の条件は基本的な条件であるが、
それ以外にも、(3)インクの深さ方向への浸透が大
きすぎない様にする事、(4)紙がすぐれた白色度を
有する事、などの条件が必要である。記録物の反
射濃度はほとんど紙の表面で決まるので深さ方向
への浸透が大きすぎると反射濃度を高く出来ない
事になる。この様な記録紙は一般に晒化学パルプ
を主原料とした填料、染料、及び場合によりサイ
ズ剤、紙力増強剤などを加えて抄紙される。 以上、述べた様な条件を有するインクジエツト
用記録用紙に関しては、特開昭52−74340号公報
があり、同公報には「坪量（ｇ／m²）に対する透
気度（sec）の比（透気度／坪量）が0.3以下であ
り、しかも、インキジエツト記録用の水性インキ
0.004mlを滴下せしめた際のインキの吸収時間が
２秒以上60秒以下の範囲にある事を特徴とするイ
ンキジエツト記録用紙」が、また特開昭52−
53012号公報には「それ自体公知の湿潤紙力増強
剤を内添して得られたステキヒトサイズ度１秒以
下の抄紙原紙に、塗工紙製造用の塗料を塗工する
事によつてステキヒトサイズ度３秒以下の表面塗
工紙とする事を特徴とする記録用紙の製造方法」
が記載されている。これらの中には表面サイズ剤
として、酸化デンプン、PVA、ガラクトマンナ
ンガムポリアクリルアミド、アルギン酸ソーダ、
スチレン−マレイン酸コポリマー、CMCその他
のセルロール誘導体、カゼイン、大豆蛋白、等が
記載されている。又、添加サイズ剤あるいは疎水
性物質又はラテツクスとして、ロジン及びその誘
導体、石油樹脂、フタール酸、マレイン酸及びそ
の誘導体、ワツクス、合成樹脂脂肪酸、アルキル
ケテンダイマーが記載されている。又、顔料、填
料として、カオリン、炭酸カルシウム、水酸化ア
ルミニウム、サチン白、酸化チタン、尿素−ホル
マリン系有機填料が記載されている。 又、特開昭55−5830号公報には、「支持体およ
びその表面に設けられたインク吸収層から成り、
不透明度が55.0乃至97.5％、インク吸収層の吸収
性が1.5乃至18.0ミリメートル／分である事を特
徴とするインクジエツト記録用シート」が、特開
昭55−11829号公報には「下記の要件(1)乃至(4)を
具備するインクジエツト記録用シート。(1)２層以
上の層構成を有する事、(2)不透明度が55.0乃至
97.5％であること、(3)最表層の厚味が1.0乃至16.0
ミクロンであること、(4)最表層のインク吸収性
が、1.5乃至5.5ミリメートル／分であり、第２層
のインク吸収性が5.5乃至60.0ミリメートル／分
であること」が記載されている。 そして、これらの中にはインク吸収層を形成す
る白色顔料として、クレー、タルク、けいそう
土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、サチン
ホワイト、けい酸アルミニウム、リトポン、が、
またバインダー樹脂として、酸化デンプン、エー
テル化デンプン、ゼラチン、カゼイン、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、ポリビニルアルコール、SBRラテツクス、
が記載されている。 本発明者は、すでに述べた(1)〜(4)の条件を満足
する様なインクジエツト記録用紙に関する広範囲
な研究を行なつた結果、上記のいくつかの先行公
知文献に記載されている様なサイジング剤、又は
バインダー樹脂と顔料、填料の組合せでは記録用
紙として十分な特性が得られない事を見つけだし
た。 特にサイジング剤、又はバインダー剤としての
樹脂の役割は重要であり、前記従来の樹脂ではイ
ンク吸収性が不十分であり十分な記録物の濃度が
得られない場合が多い事が分つた。そこで本発明
者は(1)〜(4)の条件を十分に満足するサイジング
剤、又はバインダー剤と顔料、填料に関する研究
を行ない次の様な系においてすぐれた特性の記録
紙が得られる事を見つけ出した。本発明ではサイ
ジング剤、又はバインダー剤としては、ポリビニ
ルピロリドン（PVPと略す）、ポリビニルピロリ
ドン−ポリ酢酸ビニル・コポリマー（PVP／
VAcと略す）が用いられる。PVPおよびPVP／
PVAcは水溶性高分子であつて透明の膜を形成す
る。その工業的な応用としては化粧品への応用、
医薬品への応用、接着剤への応用、清浄剤及び石
鹸への応用、繊維仕上剤への応用、インクへの応
用、石版印刷への応用、紙への応用、等が知られ
ている。このうち紙への応用は、再生用ボロの脱
色、セルローズ紙の引裂強度の増加剤、無機質の
フレークや繊維で作られた特殊な紙の結合剤、等
が知られている。 一方、インクへの応用の特徴として、染料を使
つたインクに対してはPVPはその溶解性を良好
にし、ゲル化を防ぎ、低濃度の色素でも深い色相
を与えるなどの効果があると言われている。この
様な事にかんがみ発明者らは、PVP、PVP／
VAcはサイジング剤、又は表面塗工用バインダ
ーとして一般的に使用されていないが、インクジ
エツト用記録紙として使用出来るものではないか
と考察した。 同時に使用される白色顔料、填料としてはクレ
ー、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、
ケイ酸カルシウム、けいそう土、等が広く使用さ
れる。又、サイジング剤、又はバインダー剤とし
て一般に使用される酸化デンプン、PVA等の樹
脂はそれ単独では使用されないが、PVP又は
PVP／VAcとの組合せによつて使用する事が出
来る様になる。白色顔料としての酸化チタン、ケ
イ酸アルミニウム、シリカ、サチンホワイト等は
白ぼけ現象を生じやすいので多量の使用は出来な
い。またPVP、又はPVP／VAc皮膜の硬さを調
節するために、ジメチルフタレート、グリセリ
ン、ジエチレングリコール、ソルビツトアリルス
ルフオンアミド−フオルムアルデヒド、酢酸セル
ロース、酢酸−プロピオン酸セルロース等、の可
塑剤を添加する事が出来る。 PVP、PVP／VAcをサイジング剤又は表面塗
布剤として利用するのではなく紙に内添すると言
う方法によつても記録用紙を作る事が出来る。こ
れらの方法ではインク吸収性と反射濃度向上の点
において同等の効果を上げるためにはより多量の
添加を必要とする。又、表面塗工紙の場合には記
録特性が原紙の種類によつてほとんど影響されな
いが内添紙の場合には紙自体がすぐれた吸収性を
有している必要がある。しかしながら、この様な
条件を満足していればPVP、PVP／VAcはサイ
ジング剤又は塗工用バインダーとして使用するの
みでなく内添剤としても使用出来る。 ここでPVPとしては平均粒子量360000のもの
（Ｋ−90と略す）、平均粒子量160000のもの（Ｋ−
60と略す）、平均粒子量40000のもの（Ｋ−30と略
す）、平均粒子量10000のもの（Ｋ−10と略す）の
４種類をもちたいが、これらの分子量の範囲では
記録特性に本質的な差は観察されず、いずれも同
程度において良い効果があつた。したがつて、以
降の記述によるPVPとしてはＫ−30のものを代
表例として示す事にする。 又、PVP／VAcとしては、PVPとPVAcの比
率が70／30、60／40、50／50、30／70、のものを
それぞれ使用したがいずれの場合にも良好な効果
が得られ、記録特性に差はほとんど観察されなか
つた。したがつてPVP／VAcにおいても以降の
記述には50／50の組成比を有するものの特性を示
すことにする。 以下に実験データーを示しながら本発明のさら
に詳細な説明を行なう。 インクジエツトによる記録はノズル径40μｍの
オンデマンド型ヘツドを使用し、３個のインクジ
エツトヘツドからそれぞれシアン、イエロ、マゼ
ンタの３色のインクを吐出させて行なつた。これ
らのインクの組合せによつて、レツド、グリー
ン、ブルー、セピアの各色を作り出した。インク
の吐出量は印加電圧の制御により７段階に変化さ
せ６本／mmで記録した。単色の場合の各段階での
単位面積あたりの吐出量は次の通りである。第１
段階、2.6×10^-4c.c.／cm²、第２段階、4.7×10^-4
c.c.／cm²、第３段階、6.4×10^-4c.c.／cm²、第４段階
、
7.0×10^-4c.c.／cm²、第５段階、7.9×10⁶⁴c.c.／cm²、
第６段階、8.7×10^-4c.c.／cm²、第７段階、9.4×
10^-4c.c.／cm²。レツド、グリーン、ブルーの場合は
吐出量は２倍、セピアの場合は３倍となる。した
がつて、第７段階のセピア色が記録条件としては
最もきびしい事になる。これらの記録の他にさら
に２本／mmの記録も行なつた。 記録物の評価は、第７段階目の各色の反射濃
度の測定、インキの流れ出し、にじみの適度
（これは紙の吸収性を示す）を知るためにセピア
色のどの段階でにじみ、流れ出しが生じるかを判
定。第７段階のセピア色が記録後何秒かで見か
け上乾燥した状態となるかの測定。２本／mmの
記録を行なつた場合の第一段階での記録物の面積
率の測定。（これはインクドツトの広がりの程度、
いわゆるボケの程度を示している）、の４項目に
ついて行なつた。 実施例 １ この実施例では炭酸カルシウムを白色顔料とし
た場合のバインダ樹脂の検討結果を示す。 各種のバインダー樹脂の５％水溶液又は分散液
に炭酸カルシウム（粒径0.1〜0.2μｍ）15重量％
を加え、フアン撹拌によつてスラリーとした。こ
のスラリーをワイヤーバーによつて市販の更紙上
に塗布し、さらにロールによるプレスを行なつて
表面塗工紙を得た。ここで使用される更紙とは、
砕木パルプを原料とし、これに多少の化学パルプ
を加えて作つた下級印刷紙であり、規格では
JISP3104に示す印刷用紙Ｄに相当する。塗工層
の厚さは５〜20μｍで、A4判紙の上には0.3〜2.0
ｇの塗布剤が塗工されている。 この様にして製造された記録用紙を前述の方法
に従つて記録、評価した。その結果を表１に示
す。

【表】 反射濃度はマゼンタ色第７段階での結果である
が、他の６色も本質的に同じ傾向を示している。
表１に示した結果から明らかである様に、にじ
み、乾燥時間等の特性に及ぼすバインダ樹脂の影
響は非常に大きく、本発明になるPVP、PVP／
VAc樹脂は第７段階においてもにじみを生じる
ことがなく他のバインダー樹脂に比べ著しくすぐ
れた特性となる事が分る。PVP、PVP／VAcに
つづいてすぐれた吸収性を示すものはPVA、ヒ
ドロキシエチルセルロースであつたが、これらの
バインダ樹脂においては第６段階でにじみが生
じ、乾燥時間は60〜80secを要した。反射濃度と
面積率に関しては酸化デンプンはすぐれていた
が、PVP、PVP／VAcは酸化デンプンに次いで
すぐれた特性を示した。 実施例 ２ 本実施例ではPVP、PVP／VAcをバインダ樹
脂とした場合の白色顔料の検討結果を示す。 PVP、又はPVP／VAcの10％水溶液中に各種
の白色顔料を加え実施例１と同様の方法でスラリ
ーとし、同様の方法で表面塗工紙を得た。PVP
をバインダー樹脂とした場合の白色顔料の種類と
添加量及び記録物の評価結果を表２に示す。記録
方法、評価は前述の通りである。

【表】 表２の結果から明らかな様に、酸化チタン、シ
リカ、ケイ酸アルミニウム、サチンホワイト、酸
化亜鉛等では画像全体が白く見える言わゆる白ボ
ケ現象が生じ、反射濃度も0.9以上には高くなら
ない。これはインクが塗工紙表面にとどまらず、
紙表面に白色顔料が析出してくるためである。こ
れに対し、クレー、タルク、炭酸カルシウム、硫
酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、けいそう土、
等では白ぼけ現象は生ず反射濃度も0.9以上の値
となる。白ぼけ現象の生ずる様な白色顔料では顔
料の添加量を多くする事は出来ず、紙の白色度を
上げると言う効果はあまりない。したがつて、白
色顔料としては白ぼけ現象を生じないものが有効
である。顔料の種類による、にじみ特性、乾燥時
間には大きな差はないが、これはこの様な特性が
主としてバインダ樹脂の種類によつて決定されて
いる事を示している。表２にはPVPの場合を示
したがPVP／VAcの場合にも白色顔料との関係
は全く同じで同様の効果がある。PVPとの相異
は全体に反射濃度が0.05程度減少する点だけであ
る。 実施例 ３ ここではPVPをバインダ樹脂として選び白色
顔料として炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、
タルクを用いた場合のバインダと白色顔料の重量
比の記録特性に及ぼす効果についてのべる。塗工
紙の製造方法は実施例１と同じである。 表３には炭酸カルシウムを用いた場合の結果を
示す。

【表】

【表】 表３の結果より明らかな様にPVP、あるいは
炭酸カルシウムの量が多すぎる場合にも少なすぎ
る場合にも高い反射濃度は得られず、PVPが少
なすぎる場合には白ぼけ現象が生じる。 すなわち、良好な記録特性を得るためには
PVP／炭酸カルシウム（平近粒子径0.1〜0.2μｍ）
の重量比が10〜１／４の範囲である必要がある事
が分る。同様の実験をケイ酸カルシウム（平均粒
子径0.1μｍ）、タルク（平均粒子径0.2〜0.3μｍ）
についても行ない、ケイ酸カルシウムの場合には
10〜１／２、タルクについては５〜１／５が適当
である事が分つた。もちろん、この様な重量比は
白色顔料の粒度によつて異なるので一概には言え
ない。ここでは代表的な粒径の填料の例を示し
た。 又、この様な組成の表面塗工紙の場合に塗工に
使用するワイヤーバーを変えて塗工層の厚さを
4μｍから28μｍまで変化させたがこの範囲では記
録特性に顕著な差は見とめられずいずれも良好な
記録特性が得られた。また基板原紙の種類をその
吸水性の程度に応じて４種類選択し、その影響を
調べたが8μｍ以上の塗工層を有する塗工紙では
原紙の影響はみとめられず良好な特性が得られ
た。したがつて本発明による塗布材は広く一般紙
に応用する事が出来る。 実施例 ４ 本実施例ではPVPと他のバインダ樹脂との組
合せによる塗工紙の特性を示す。白色顔料として
はタルク（満州タルク）を使用した。使用量はバ
インダ樹脂、タルクともに20％である。 結果を表４にまとめて示した。

【表】 この結果より明らかである様に、PVA、酸化
デンプン等のバインダ樹脂はPVPと組合せて使
用することによりすぐれたインク吸収性を示す良
好な塗工紙用バインダーとする事が出来る。 PVPの量は吸収性の点から言えば多い方がの
ぞましいが、PVAとの組合せの例から見ても明
らかな様に20％程度でも有効である。もちろん、
この様な比率は組合せる相手のバインダーの種類
によつて異なつているので一概に言う事は出来な
いが、吸水性のほとんどないバインダー樹脂では
PVPはバインダー樹脂の33重量％以上をしめて
いる事、PVAの様に自身が吸水性を有するバイ
ンダー樹脂では20％以上をしめている事、がのぞ
ましい事が分る。 実施例 ５ 本実施例ではサイズプレス法によつて製造した
インクジエツト記録用紙の特性について示す。 各種バインダーと炭酸カルシウムを１：１の割
合で混合した10％溶液を塗料としてサイズプレス
方式で市販の更紙に塗工処理を行ない、塗布量
4.0ｇ／m²の表面塗工紙を得た。得られた塗工紙
の記録特性を表５に示す。

【表】 表５の結果より明らかな様にサイズプレス法に
よつて製造した記録用紙の特性は本質的にワイヤ
ーバーによつて塗工した記録用紙の特性と同じで
良好である事が分る。たとえば、PVP／VAcの
特性では表１に示したように塗工タイプの記録紙
の特性は、反射濃度0.99、にじみの生じる段階、
＞７、乾燥時間（sec）、＜10、面積率14.5％であ
り、表５の結果とほとんど同じである。又、
PVP／PVA、PVP／酸化デンプンの系において
も表４の結果との比較により明らかな様にその記
録特性はほとんど同じである。したがつて、サイ
ズプレス法は表面塗工法と同様に使用する事が出
来る事が分る。 以上のように本発明は表面塗工用バインダー又
は表面サイジング剤としてポリビニルピロリドン
又はポリビニルピロリドン−酢酸ビニルコポリマ
ーを使用する事を特徴とするインクジエツト記録
用紙であつて、これらの高分子を使用する事によ
り、インク吸収性にすぐれ、インクドツトの広が
りをおさえると共に、記録物の濃度を高く保つ事
が出来る様な用紙を作る事が出来るのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 更紙に、バインダー樹脂の20重量％以上がポ
   リビニルピロリドン又はポリビニルピロリドン−
   酢酸ビニルコポリマーであり、これにクレイ、タ
   ルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、ケイ酸
   カルシウム、けいそう土のうちから選択された少
   なくとも一種をバインダー樹脂の1/10〜４倍の範
   囲で加えた表面サイジング剤又は塗布用バインダ
   ー剤を塗工して成ることを特徴とするインクジエ
   ツト記録用紙。