JPH03133685A - インクジェット記録用シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水性インク記録シートに関し、詳しくは優れた
色彩の発色、ドツト形状等の画像特性と用紙使用適性と
を持つ、改良されたカラーインクジェットプリンター用
記録シートに関する。

〔従来技術と発明が解決しようとする問題点］水性イン
クを用いるインクジェット方式のプリンターはその性能
、特にプリント速度、解像度、色彩性などが向上してお
り、記録材に対しても吸収が高速で、吸収容量が大きく
、インクのにじみが規則的なこと等、高度な特性が要求
されている。

たはえば、特開昭６２−１５８０８４号公報には、合成
微粒子シリカを用いるインクジェット記録媒体の製造法
が開示されている。

インク吸収速度が速く、インク吸収容量が大きく、イン
クの広がりが小さく、円に近く、かつ染料の発色を損な
わない吸収剤として、合成微粒子シリカが最も優れてい
ることが知られている。

しかし、記録シートの微粒子シリカを主成分とする受容
性被覆層は、インクを吸収する際に、染料がインク受容
層中に深く浸透すると発色に鮮やかさが欠けてしまうの
で、インク中の水などの溶媒を層全体で素早く吸収しな
がら、染料を受容層の上部に残しておくものが優れてい
る。

インクジェット用紙は、その普通紙へのプリントが容易
である特色を生かして、従来上質紙、塗工紙が用いられ
ていた、幅広い分野への応用が期待されている。そのた
めには、単に、外観が従来の上質紙、塗工紙に類似して
いるばかりではなく、各種の使用適性を備えていること
が要求される。

使用適性としては、例えば、ボールペンや、鉛筆などに
よる、筆記性、触感、紙の滑りやすさ、紙間の摩擦、さ
らには、ロール紙や、カット紙として、プリンターなど
に使用した場合の適性、いわゆる、走行性や、給紙、排
紙性などがあげられる。

従来一般に使用されているシリカを主成分とする１０ｇ
／ｍ″以上のインク受容層を被覆したインクジェット用
紙は、ホールペンや、鉛筆などによる、筆記が困難であ
ったり、触感が特異であったり、紙の滑りが悪く、ある
いは滑りすぎたり、紙間の摩擦が大きすぎたり、過小で
あったり、カット紙としてプリンターに使用した場合、
給紙が困難であったり、排紙にトラブルを起こしたりす
ることが知られている。

従来一般に使用されている微粒子シリカを用いると１０
ｇ／ｍ’以上のインク受容層を必要とした。これらのシ
リカを主成分とするインク受容層がｌＯｇ／ｍ”より少
いと多くの場合インク吸収容量が不足し、画像が流れ出
したり、色にじみ込みが生じ、画像がぼけてしまったり
、乾燥が遅くロールなどにインクが付着し汚れてしまう
等の問題もあった。

本発明は水性インクを用いるインクジェット方式のプリ
ンターにおいて、インクの吸収速度が早く吸収容量が大
きく高解像度の画像を高速でプリントすることが可能で
、優れた使用適性を持つ、前記従来技術の欠点を解消し
たインクジェット記録材を提供することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

本発明者等は、インク吸収速度が速く、インク吸収容量
が大きく、インクの広がりが円に近く、発色が鮮明な吸
収剤としてシリカを用いながら、特定の２次粒子径のも
のを併用し、特定の接着剤と、特定の基材を使用するこ
とにより、前記従来技術の欠点を解消できることを見出
した。

即ち、本発明は、サイズ度１秒以上で１５秒以下の中性
紙の片面に、被覆層固形分に対し水溶性高分子物質より
なる接着剤１５〜４０重量％と、吸油量が１５０ｍｌ／
１００ｇ以上で２次粒子径の平均が１μｍ以上４μｍ以
下のシリカと、吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ以上で２
次粒子径の平均が６μｍ以上２０μｍ以下のシリカとの
重量比が１：０．２〜１：１の範囲内にあるシリカ４０
〜８０重量％とを主成分とする水性インク受容性被覆層
を１〜１０ｇ／ｍ’の割合で塗工してなる水性インクジ
ェット記録用シートである。

様々な微粒子合成珪酸の内で、吸油量１５０ｍ１／１０
０ｇ以上、ＢＥＴ法による比表面積が２００ｍ’／ｇ以
上、特に好ましくは、３００　ｍ’／ｇ以上であるシリ
カを受容層の主成分として用いることによって、発色が
鮮明な、高解像度のインクジェット用被記録シートが得
られる。

更に、使用適性、特に、プリンターでの通紙適性や、使
用時の表面強度、紙間の摩擦係数、滑り、さらには、ボ
ールペンや鉛筆での筆記性を改善するためには、使用さ
れるシリカの平均２次粒子径は、画像の高解像度からは
小さいことが好ましく、１０μｍ以下、特に、４μｍ以
下が好ましい。一方、色の鮮明度からは、過小であると
、色沈みが起こりやすく、鮮明度を上げる為には、１μ
ｍ以上のものが好ましい。即ち、良好な画像を得るため
には、１μｍ以上、４μｍ以下のものが特に好ましい。

一方、走行性や、筆記性などの使用適性の面からは平均
２次粒子径は４μｍ以上、特に、６μｍ以上のものが好
ましいことが見出された。

即ち、言い換えると、表面被覆層の厚さより大きい平均
２次粒子径を持つものを一定程度含有させることが、好
ましい。

いずれのシリカにおいても、２次粒子径の分布は狭いほ
うが、画像の鮮明度を実現するためにも好ましい。

微粒子合成珪酸は沈降法やゲル化法により製造され、１
次粒子が強固に凝集した２次粒子として利用されている
。この１次粒子の径と２次凝集の緻密度によって、細孔
半径と細孔容積が決まる。更に２次粒子の形状、大きさ
などによって、粒子間の空隙が決まる。この結果シリカ
には２種類の空隙、即ち、粒子内空隙と粒子間空隙とが
でき、それぞれがインクジェット用記録材としての、イ
ンク吸収性や発色鮮明度を左右する。

微粒子合成シリカの吸油量は親油性の指標としてではな
く、水性インク吸収／保持容量の指標として扱うことが
できる。１次粒子が強固に凝集した２次粒子の間の空隙
が吸油量に大きく寄与していると考えられる。吸油量は
大きいほうが液体としてインクを吸収する容量が大きく
なるので好ましく、１５０ｍｌ／１００ｇ以上が良い。

３５０〜４００ｍ１．７１００ｇが実用的な上限と考え
られる。

比表面積が大きいと、インク中の発色成分である染料を
被覆層の表面で捉えることができ、被覆層の表層部で染
料が定着するために発色が鮮明である。

インクの吸収性、透過性に優れながら、発色の鮮明さと
両立できることとなる。

よって、本発明で要求されるインクジェット被記録材と
してのそれぞれの適性すなわち、インクの吸収性、発色
の鮮明さ、画像の鮮明度が細孔半径、細孔容積、吸油量
、比表面積などの粉体工学的な指標に密接に関連してい
ることが分かる。

更に、本発明の特殊なシリカを主成分とする被覆層にカ
チオン性高分子エマルジョン、特に酢酸ビニルのミクロ
スフェア−を利用することによってインク受容層に透過
性を与え、インクの吸収性を改善することができる。

本発明の特殊なシリカを用いた被覆層は、インク吸収性
の層の上に設けた場合に、その顕著な発色性と透過性を
生かすことができることから、特に有効である。その例
としては、低サイズ度の基紙の上に本発明の特殊なシリ
カを用いた被覆層を設け、基紙によってインクの溶媒を
吸収する構成が上げられる。

このような基材シートとしては、３０重量％以内の軽質
炭酸カルシウムを内添したステキヒトサイズ度が２〜１
０秒の中性紙を用いるのが吸収性に優れ、変色の恐れが
なくなるなど受容層の効果が改善されることから好まし
い。

以下に、本発明の構成要素について個別的に詳説する。

・微粒子シリカ 本発明に用いられるインク吸収性顔料は、上記の通り、
吸油量によって示される吸液量が大きく、かつ高比表面
積を有する微粒子合成珪酸で、吸油量１５０ａｌｌ！／
１００ｇ以上、比表面積が２００ｍ″／ｇ以上、特に好
ましくは、３００ｍ’／ｇ以上のものである。

・接着剤 本発明に用いられる水溶性高分子接着剤としては、ポリ
ビニルアルコールまたはその誘導体、澱粉、澱粉誘導体
などの天然もしくは合成の水溶性高分子が、微粒子シリ
カとの接着性が良く、かつ水性インクとの親和性が良い
ため、短時間の吸液性を向上させるので好ましい。

ポリ酢酸ビニル系、スチレンブタジェン等の高分子ラテ
ックス接着剤も併用できる。

・受容性被覆層の構成 受容層を構成する吸液性顔料であるシリカおよび接着剤
等の配合は、水性インク受容層の吸収挙動および被覆層
の強度の要請などから決められる。水性塗工液の操作特
性（例：粘度、流動性、塗膜の乾燥性）の要請によって
も制限される。水性高分子接着剤は被覆層固形分の１５
〜４０重量％、特に２５〜３５重量％が好ましい。カチ
オン性酢酸ビニル共重合体（エマルジョン重合体で使用
する）は、被覆層固形分の２〜２５重量％が好ましく、
特に５〜１５重量％が好ましい。

・シート状支持体 本発明で用いられるシート支持体は通常の木材パルプを
主原料とする紙が好ましく、通常併用されることのある
合成繊維、合成パルプを混抄してもよい。

シート支持体にとって最も重要なことは、ステキヒトサ
イズ度は１〜１５秒、特に好ましくは２〜１０秒の一定
範囲の吸水性を持つことである。サイズ度が低いとプリ
ント画像の裏抜け、インクの不規則な広がり、染料の耐
水性の低下などが起きる可能性があり、サイズ度が高い
とインク吸収性が不足し、吸収性を維持する為、基紙表
面のインク受容層を１０ｇ／ｍ”より大幅に厚くするこ
とが必要になる。

支持体の厚さはプリントの最終用途によって決定される
が、１０〜２００μｍ１坪量は２０〜２００　ｇ　／　
ｍ’が好ましく用いられる。

紙のｐｉ−１は４〜８であることが好ましい。ｐＨが低
いと長時間の保存で、変色の恐れがある。ｐＨが高いと
画像の染料の耐水性や保存性が悪くなる恐れがある。

３０重量％以内の軽質炭酸カルシウムを内添した中性紙
を用いることによって、吸収性が優れるなど受容層の効
果が改善される。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例で部は固形分重量部を意味する。

実施例１ 軽質炭酸カルシウム（ＰＣ：白石工業）２０部を、晒広
葉樹クラフトバルブ（白色度９１％）１００部の水中懸
濁液に添加し、カチオンデンプン１部、中性サイズ剤（
ファイブラン８１：玉子ナショナル）　０．０５部、硫
酸パン土１．５部を添加して抄紙原料を得た。常法によ
り長網多筒式抄紙機を用いて６４ｇ／ｍ’の上質紙を製
造した。白色度９２％、灰分（炭酸カルシウムとして）
１５．０％で、ステキヒトサイズ度は５秒、紙のｐＨは
６．５であった。

この基材に塗料−１を５　ｇ　／　ｍ”の割合で塗工、
乾煙し、受容層を持つインクジェット記録用シートを作
成した。

塗料−１ 微粒子シリカ（ミズカシルＰ７８Ａ： 水沢化学）　　　　　　　　　　　７０部微粒子シリカ
（ミズカシルＰ７８Ｆ： 水沢化学）　　　　　　　　　　　３０部ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ１１７：クラレ）　　　　　　　　　
　　　２０部ポリエチレンイミン第４級アンモニウム塩
（日本触媒化学）　　　　　　　　１０部ミズカシルＰ
７８Ａの吸油量は２４６ｍ１／１００ｇ、比表面積は３
５０ｍ’／ｇ、平均２次粒子径は３．５μｍ丁あった。

ミズカシルＰ７８Ｆの吸油量は２３０ｍｊ２／１００ｇ
、比表面積は３９１ｍ’／ｇ、平均２次粒子径は１３．
０μｍであった。

実施例２ 実施例１の基材に塗料−２を５　ｇ　／　ｍ’の割合で
塗工、乾燥し、受容層を持つインクジェット記録用シー
トを作成した。

塗料−２ 微粒子シリカ（ミズカシルＰ７８Ａ： 水沢化学）　　　　　　　　　　　　５０部微粒子シリ
カ（ミズカシルＰ７８Ｄ： 水沢化学）　　　　　　　　　　　５０部シラノール化
ビニルアルコール共重合体（Ｒ−２１０５：　　クラレ
）　　　３０部カチオン性酢酸ビニル共重合体エマルジ
ョン（ヨドゾールＩＥ５０８： カネボウエスエスシー）　　　２０部 ミズカシルＰ７８Ｄの吸油量は２３８ｍ１／１００ｇ、
比表面積は３６５ｍ’／ｇ、平均２次粒子径は８．０μ
ｍであった。

比較例１ 実施例１の基材に塗料−３を５　ｇ　／　ｍ”の割合で
塗工、乾燥し、受容層を持つインクジェット記録用シー
トを作成した。

塗料−３ 微粒子シリカ（ミズカシルＰ７８Ａ： 水沢化学）　　　　　　　　　　１００部ポリビニルア
ルコール （ＰｖＡ１１７：　クラレ）　　２０部ポリエチレンイ
ミン第４級アンモニウム塩（日本触媒化学）　　　　　
　　　１０部比較例２ ステキヒトサイズ度３０秒、坪量６４ｇ／ｍ’の上質紙
（ＯＫＦ５５Ｋｇ連）に、塗料−４を５ｇ／ｍ″の割合
で塗工、乾燥して被覆層を設はインクジェット記録用シ
ートを作成した。

塗料−４ 微粒子シリカ（Ｐ７８Ｆ：水沢化学） １００部 シラノール化ビニルアルコール共重合体（Ｒ−２１０５
：　　クラレ）　　　３０部カチオン性酢酸ビニル共重
合体エマルジョン（ヨドゾールＩＥ５０８： カネボウエヌエスシー）　　　２０部 これらの各被記録材の評価結果を表−１に示す。

インクジェットプリント性は、インクジェットプリンタ
ー（ペイントジェット　ヒユーレットバラカード社）を
用いインク吸収性、発色鮮明度、ドツト形状について評
価した。インク吸収性は、プリントしたインクが乾燥す
るまでの秒数を測定し、インク吸収性の良いものから優
、良、可、やや難で示した。

発色鮮明度は、イエロー、マゼンタ、シアンのカラーイ
ンクの発色を目視で評価した。

ドツトの形状は真円に近いものから優、良、可、やや難
で示した。

使用適性については、鉛筆筆記性と、指による触感で評
価した。

表−１インクジェット被記録用シート 品質評価 の優れた、従来の欠点を解消した、高解像度で発色に優
れた、高速のインクジェット・フルカラー・プリンター
を可能ならしめるものであり、産業界に寄与するところ
が大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、サイズ度１秒以上で１５秒以下の中性紙の片面に、
   被覆層固形分に対し水溶性高分子物質よりなる接着剤１
   ５〜４０重量％と、吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ以上
   で２次粒子径の平均が１μｍ以上４μｍ以下のシリカと
   、吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ以上で２次粒子径の平
   均が６μｍ以上２０μｍ以下のシリカとの重量比が１：
   ０．２〜１：１の範囲内にあるシリカ４０〜８０重量％
   とを主成分とする水性インク受容性被覆層を１〜１０ｇ
   ／ｍ＾２の割合で塗工してなる水性インクジェット記録
   用シート。