JPH0460033B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はインクジエツトプリンタ等のインクを
用いたノンインパクトプリンタ記録用紙に関する
ものである。 従来の技術 インクジエツト記録方式に限らず、一般にノン
インパクト記録方式の優劣は、記録速度，解像
度，色濃度，保守依頼性，プリント１枚当りの費
用，等の多くの要素によつて決定される。前記の
各要因は、記録方式，記録機構等のプリンタその
ものの性能によつてその優劣が左右されることは
勿論であるが、例えばインクジエツト記録方式の
場合は、インク及び記録用紙如何によつても記録
性能が大きく左右される。 例えば、記録速度に関しては、記録用紙のイン
ク吸収速度が問題となるが、プリンタの記録速度
をいくら速くすることができても、記録用紙上で
のインクの吸収が前記記録速度に対応しなけれ
ば、プリンタから記録用紙上に排出されたインク
が未乾燥状態のまま残つているため、排出ロール
や作業員の手先等の前記記録面に接触した箇所に
汚染が生ずる欠点があり、また仮令前記記録面に
機械的な接触が生ずることがない場合でも、多色
記録を行う場合、記録用紙に隣り合つて排出され
た異つた色のインクが相互に流れ出し、にじみ、
混色を引き起こすことがある。 前述の諸欠点のためプリンタとしての記録速度
が向上する程、益々高いインク吸収性の記録用紙
が要望されて来る。 次に解像度についても同様な事情が生起する。
プリンタのジエツトノズルを細かくすれば、ノズ
ルから飛び出すインク粒の径は小さくなり、従つ
て記録用紙上に記録されるインクのドツト径も小
さくなり、解像度は向上する筈であるが、記録用
紙の性能により記録紙上でのドツトの広がりは大
きく異なる。 インクジエツト記録に用いられるインクは、一
般に水性であるので、所謂サイズのきいた上質紙
やコート紙等ではドツトインクは紙面に吸収され
難く、従つてドツトの広がりも小さいが、インク
の吸収性が劣るため記録速度の向上をもたらさな
い。 逆に記録の高速性を得るため、低サイズの用紙
や無サイズの用紙を用いると、ドツトインクの吸
収は速やかになるが、反面、紙面内でのドツトイ
ンクの広がりも大きくなり、解像度が不足する事
になる。 記録画像の濃度もドツトの広がりに関係があ
り、紙面内でのドツトの広がりが大きくなる程濃
度が低下し、反対にドツトインクが紙表面の狭い
部分に留まる程光の反射濃度は高くなる。 前述の如く、インクジエツトプリンタの記録性
能は用紙の特性によつて大きく支配され、しかも
用紙の特性上相反する条件を同時に満足する事が
要望される。 前述の如き要望を調和して満足させるために
種々の工夫がなされ、塗工されない紙としてはサ
イズ剤を添加しない且つ低密度に抄かれた紙等
や、またコートタイプの紙としては、シリカ等の
顔料と水溶性高分子結合剤（バインダ）からなる
塗料が塗布された紙等の多種多様のインクジエツ
ト記録用紙が開発されている。 一般に塗工されない（プレンタイプ）且つ低サ
イズ度の記録用紙では、インク吸収性に関しては
良好であるが、インクが紙層内で拡散するため画
像の鮮明性に問題が生じ、特に多色のカラー記録
時の解像度や色濃度は充分とは云えない。之に対
しコートタイプの記録用紙では、インク中の染料
が塗工層に吸着保持されるために、記録濃度や鮮
明性が優れている反面、インク吸収性または乾燥
性は前記プレンタイプの記録用紙には及ばない。 近年、インクジエツト記録方式の使用分野が急
速に拡大するに従つて、インクジエツト記録体に
対する顧客の品質要求も幅広いものとなり、印刷
物や写真印画のもののように、光沢のあるインク
ジエツト記録体も要求されるようになつて来た。
勿論、わざわざ艷消処理が行われる場合を除い
て、美観上からは、白紙や印刷光沢が要求される
コート紙，アート紙をインクジエツト記録用紙と
して使用すれば、光沢を持たせると云う要望だけ
は直ちに解決されるが、前述の通り、コートタイ
プ紙の難点であるインクジエツト用水性インクの
低吸収性や低乾燥性のため用紙上でのインクの流
れ出しが著しく、実用上使用に堪え得ないものと
なる。また、顔料として、ホワイトカーボンと水
溶性ポリビニルアルコールバインダとから成る塗
工層が設けられている従来のコートタイプのイン
クジエツト記録用紙では、光沢処理の要望される
場合、強いスーパカレンダ仕上処理を行つても、
前記ホワイトカーボンの非晶質である性状のた
め、グロス塗工紙程度の、TAPPI光沢45〜75％
の光沢を付与することは全く困難であつた。しか
もホワイトカーボンを用いた塗工紙は、鉛筆，ボ
ールペン等がすべり易く、筆記性が劣る欠点をも
有している。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、前記グロス塗工紙程度の光沢を有
し、しかも例えばインクジエツト印刷をした場合
に記録濃度や鮮明性が良好で、且つインク吸収性
も優れ、かつ鉛筆，ボールペン等の筆記性も改良
された記録用紙を提供せんとするものである。 問題点を解決するための手段 本発明者は、前述の問題点を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、基紙上にBET法で測定した比
表面積70〜100m²／ｇで、且つ20℃，25ｇの試料
を1600Gの相対遠心力で30分間遠心分離した後の
沈降容積が1.0ml／ｇ以上である軽質炭酸カルシ
ウム系顔料と、高分子バインダを含む塗工層が設
けられた用紙を得ることにより、特に該用紙をス
ーパカレンダ仕上加工することにより、前述の諸
問題点が解決された本発明を完成するに至つたも
のである。 本発明によれば前述の課題、即ち、優れたイン
ク吸収性と強光沢の要望を満たし、且つカラー記
録の色濃度および色調の鮮明性も良好であり、鉛
筆等の筆記性も改良されたインクジエツト等に適
した記録用紙を提供することができる。しかも本
発明による光沢紙は、記録部分の印画光沢を保持
し続け、高度の美観を有する印刷体としての要望
に応えうるものである。 当然のこと乍ら、本発明による記録用紙は優れ
たインク吸収性と、記録濃度及び光沢が付与され
ているものであるから、一般の印刷用に用いうる
ことは勿論、特に紙面の平滑性，インク受理性に
鋭敏なワツクス又は染料熱転写用の受容紙として
も適当である。 以下本発明につき詳述する。 本発明において塗工用の塗料中の顔料成分とし
て使用される炭酸カルシウムは、BET法による
比表面積が70〜100m²／ｇで、且つ25ｇの炭酸カ
ルシウムに同量の水を混合したものを、20℃で
1600Gの相対遠心力で、後述する遠心分離機で専
用の遠沈管を使用して、30分遠心分離操作を行つ
た後の沈降容積が1.0ml／ｇ以上である軽質炭酸
カルシウム系顔料である。 比表面積が70m²／ｇ未満であると、インク染料
の色再現性が低下すると共に、印字濃度も低下
し、また填料の粒径も大きくなる傾向にあり、従
つて塗工層で填料によつて形成される空隙径も大
きくなり、毛細管現象との関係から初期のインク
吸収速度が低下することとなる。 また、100m²／ｇを超えると、軽質炭酸カルシ
ウム系顔料を製造する技術上の制約からコスト的
に不利である。 さらに、沈降容積については、１ml／ｇ未満で
は光沢性に優れた塗工層が得られたとしても十分
なインク吸収性は得られないが、前記比表面積の
範囲内で、かつ沈降容積１ml／ｇ以上であれば、
全体のインク吸収容量は勿論のこと、初期のイン
ク吸収能力もさらに向上せしめることができる。 一般に軽質炭酸カルシウムは、石灰乳に二酸化
炭素を吹込んで反応せしめて製造されるが、本発
明に使用される軽質炭酸カルシウム系顔料は、製
造の際の反応条件に工夫を凝らし、例えば金属の
硫酸塩を添加剤として使用し、更に珪酸アルカリ
等を添加し、反応速度を著しく増大せしめること
により、結果として粒径0.02μm前後の超微粒の
直方体状のものが鎖状に連結された形で製造され
るものであり、市販品として東洋電化工業株式会
社製のトヨフアインTF−Ｘ等がある。 本発明者は、先に特願昭58−59968号において、
無サイズに近い基紙上に、BET法による比表面
積が200m²／ｇ以上で、且つロジン−ラムラ分布
の均等数ｎが1.10以上、即ち粒度分布範囲が狭い
微粒シリカと水溶性高分子バインダとから成る塗
料を塗布した塗工紙をインクジエツト記録用紙と
して使用することを提示した。前記特願昭58−
59968号においては、シリカの比表面積の非常に
大きいものを塗布することによつてインクジエツ
ト印刷体の高い色濃度と鮮明性を有するものを
得、また粒度分布範囲が狭いものを選択する事に
より、インク吸収性の格段に向上したものを得
た。 前記発明に対し、本発明では、比表面積が70
m²／ｇ以上の軽質炭酸カルシウム系顔料を選択
し、これを基紙に塗工することにより、高い色濃
度と鮮明性を有する印刷体を得る一方、前記特願
昭58−59968号に示された無定形（アモルフアス）
シリカとは異なり、定形（結晶形）の軽質炭酸カ
ルシウム系顔料が用いられており、前述の一定条
件下の測定法による軽質炭酸カルシウム系顔料−
水スラリーの沈降容積が1.0ml／ｇ以上のものを
選択することによつて、インク吸収性の向上を達
成させんとするものである。 一般に沈降速度を測定する方法は、微粒粉体の
分散媒中での分散度の評価法として知られている
ものであり、分散媒中に凝集している粒子は粒子
間に間隙の多い大きな沈降容積を示し、良く分散
した粒子は密に充填された小さな沈降容積を示
す。従つてこの沈降容積の大小（沈降高さの大
小）を比較することにより粒子の分散性又は凝集
性を評価することができる。 前記沈降容積の比較の条件は資料により適宜定
めることができる。 無機顔料−水スラリーの沈降容積の測定法とし
て最も一般的な沈降速度の測定法は、自然沈降を
利用するものが用いられるが、本発明で使用する
軽質炭酸カルシウム系顔料等は、比表面積が非常
に大きいものであり、従つて自然沈降を利用して
は沈降し難いので、遠心力を利用する下記の方法
によつたものである。即ち、無機顔料に同重量の
水と、対無機顔料１％の分散剤（東亜合成株式会
社製アロンA6001）を加えてスラリー化し、生成
スラリー50ｇを国産遠心器株式会社製、オートバ
ランス，スイング型遠心分離機専用の、目盛を付
した遠沈管に移して1600G（3100回転／分）で20
℃で30分間前記遠心分離機で遠心分離操作をした
後、生成沈降物の重量当り沈降容積（ml／ｇ）を
算出した。 前述の通り算出した沈降容積は、通常の炭酸カ
ルシウム系顔料については、BET比表面積との
間には後述する実施例にも記される通り、特に相
関関係が見出されないが、本発明で使用される軽
質炭酸カルシウム系顔料では特に大きな沈降容積
値が得られる。この理由は、前述した如く、本発
明に使用される軽質炭酸カルシウム系顔料が直方
体状の超微粒形状の粒子が鎖状に連なつた特殊な
形状を有するためであり、延いては、これが本発
明で使用される軽質炭酸カルシウム系顔料が基紙
に塗工された場合に、塗工層が嵩高となり、イン
ク吸収性が向上する原因であると考えられる。 尚塗工紙の光沢に関しては、一般に炭酸カルシ
ウム顔料が使用されるコート紙では、炭酸カルシ
ウムの粒径が5μmからおよそ0.05μmへと小さく
なる程、従つて比表面積が大きくなる程、光沢は
向上するが、0.05μm付近で光沢の向上は頭打ち
となると云われている。 後述する実施例において示す如く、本発明で使
用される軽質炭酸カルシウム系顔料を除いて、確
かに比較的比表面積の大きい炭酸カルシウムが使
用された塗工紙では光沢が出易いが、反面色濃度
が十分ではないことが明らかであり、本発明で使
用される軽質炭酸カルシウム系顔料だけが、前述
した理由により、光沢，インク吸収性および色濃
度の３者が、共に優れていることが認められる。 本発明で前述の軽質炭酸カルシウム系顔料と組
合せ使用される合成高分子バインダとしては、ポ
リビニルアルコールまたはその誘導体、酸化又は
変性された澱粉，グアガム等のガム類、アルギン
酸ソーダ、カゼイン，ゼラチン，植物性蛋白質，
ヒドロキシエチルセルローズ，メチルセルロー
ズ，カルボキシメチルセルローズ等の水溶性セル
ローズ誘導体，ポリビニルピロリドンその他任意
の水溶性高分子バインダ，並びにスチレン−ブタ
ジエン系共重合体（SBRラテツクス），アクリロ
ニトリル−ブタジエン系共重合体（NBRラテツ
クス），メチルメタクリレート−ブタジエン系共
重合体（MBRラテツクス），クロロプレンラテ
ツクス，エチレン−酢酸ビニル系共重合体ラテツ
クス等の合成高分子ラテツクスが使用可能である
が、インク吸収性の面からは、塗工層の乾燥の際
にラテツクス系バインダの方が顔料粒子間に微細
間隙を作り易いため、水溶性高分子バインダより
も適当である。 塗料の調整に際しては、前述の軽質炭酸カルシ
ウム系顔料とバインダとを固形分比で60〜95対40
〜５程度と顔料を比較的多量とすることが望まし
い。また、必要に応じて顔料成分として、カオリ
ン，各種クレー，タルク，水酸化アルミニウムそ
の他の金属水酸化物，炭酸カルシウム，炭酸マグ
ネシウムその他の炭酸塩，硫酸バリウム，ホワイ
トカーボン，珪酸カルシウム乃至合成珪酸塩，珪
藻土，硫酸カルシウム，コロイダルシリカ，チタ
ンホワイト等を、また耐水化剤としてポリカチオ
ン等を、更に分散剤，流動化剤，潤滑剤，消泡剤
等を１部併用してもよい。 塗料の塗工に当つては、ブレード，エアナイ
フ，バー，ロール等の任意の塗工機、又はサイズ
プレス等を使用することができ、塗布量としては
片面当り５〜50ｇ／m²程度が適当である。 実施例 以下本発明の構成を実施例に従つて説明する。 尚、本発明に係る記録用紙の品質試験をするた
めに、シヤープ株式会社製インクジエツトカラー
イメージプリンタ10−0700を使用して、ブラツ
ク，シアン，マゼンタおよびイエローの４色の各
べた印刷を行つた。前記各記録印刷物の色濃度
は、ブラツク印刷部分についてはブラツク用ビジ
ユアル，シアン印刷部分についてはシアン用レツ
ド，マガンタ印刷部分についてはマゼンタ用グリ
ーン，イエロー印刷部分についてはイエロー用ブ
ルーの各SPIフイルタを使用してマクベス濃度計
により測定し光沢は印刷前後にマゼンタ印刷部分
について75゜グロスメータ（村上カラーリサーチ
ラボトリ製）で測定した。 また、インク吸収性としては、前記プリンタを
使用してべた印刷（２色重ね印刷）を行う場合
に、べた印刷部分の一部が紙押えロールに接触す
るようにセツトすると、前記印刷が終了してから
直ちに紙送り（フイード）をする場合、0.6秒後
にべた印刷部分が前記紙押えロール面を通過する
ことになるので、この通過の瞬間迄（印刷後0.6
秒以内）にべた印刷部分のインクが乾燥していな
ければ該べた印刷部分のインクが前記紙押えロー
ル面に付着し、該ロール面に明白な汚れが生ず
る。それ故、前記0.6秒以内にインクが乾燥して
紙面に汚れが発生しないものを〇、汚れが発生し
ているものを×とし、〔表１〕に示した。 実施例 １ 軽質炭酸カルシウム系顔料および重質炭酸カル
シウムとしてBET法による比表面積（m²／ｇ）
が３〜85迄の、PC，ブリリアント15，PY（何れ
も白石工業株式会社製）、トヨフアインTF−Ｘ
（東洋電化工業株式会社製）並びにスーパー1500
（丸尾カルシウム株式会社製），カルビタール90
（富士カオリン株式会社製）に、それぞれ水およ
び分散剤としてアロンA6001（東亜合成化学株式
会社製）を添加してスラリーとし、該スラリー
100重量部（固形分）にSBRラテツクス
（LX407G，日本ゼオン株式会社製）の30％液お
よび完全鹸化ポリビニルアルコール（PVA117，
クラレ株式会社製）の15％液7.5重量部（固形分）
を混合して〔表１〕に示す７種類の塗料を調製し
た。前記各塗料をステキヒトサイズ度20秒，米坪
65ｇ／m²，厚さ72μmの上質紙上に、塗布量が25
ｇ／m²になるようにワイヤバーで塗布し、乾燥
後、由利ロール株式会社製テストスーパカレンダ
でカレンダ線圧，140Kg／cmでカレンダ加工を行
い、コートタイプインクジエツト記録用紙No.１〜
No.７を得た。 また、前記各塗工紙の塗工用原紙，顔料として
ホワイトカーボン（SiO₂）と水溶性高分子バイ
ンダとから成る塗工層が設けられている市販のコ
ートタイプインクジエツト記録用紙を前記試料と
同様にカレンダ線圧140Kg／cmでスーパカレンダ
加工を施したもの、および市販の代表的なコート
紙並びにアート紙も比較用試料（No.８〜No.11）と
した。 前記試料No.１〜No.11の記録物性評価試験結果は
〔表１〕に示す通りである。 尚、合成高分子ラテツクスバインダは、SBR
以外にも色々あるけれども、本実施例において
は、比較のため、特に光沢のあるコート紙の処法
に準じてSBRラテツクスを使用したものであり、
使用される合成高分子ラテツクスとしてSBRだ
けに限定されるものではないことは勿論である。 〔表１〕に明示される通り、本発明に係る記録
用紙No.６およびNo.７は白紙の光沢50.2〜59.1％，
印刷後の印面の光沢53.3〜60.6％で、欧州に於け
るグロス塗工紙の規準の下限である光沢45％を遥
かにクリアし、印刷物色濃度も3.31〜3.57と高
く、インク吸収性，乾燥性も良好である。 前記試料No.６，No.７に対して、比表面積の小さ
い軽質又は重量炭酸カルシウムを含む参考例であ
る試料No.１〜No.５の各記録用紙では記録物色濃度
が1.90〜2.72と低い。しかし、白紙および印面光
沢は、比表面積がやや大きい試料No.３〜No.５で
46.6％以上を示し、インク吸収性は、本発明の特
許請求の範囲に明示される1.0ml／ｇ以上の沈降
容積を有する軽質炭酸カルシウムを含む試料No.
２，No.４およびNo.５の各記録用紙では良好であ
る。 即ち、参考例である試料No.１〜No.５の各記録用
紙は、色濃度，光沢およびインク吸収性の３項目
のうち１項目以上が実施例試料No.６，No.７に劣
り、実際の使用には堪え得ないことが明らかであ
る。 またホワイトカーボンと水溶性バインダとを含
むコートタイプ市販インクジエツト用紙である試
料No.９で色濃度は著しく高く、インク吸収性も良
好であるが、光沢が非常に低く、塗工用基紙とし
て使用した上質紙である試料No.８は前記３項目す
べてが劣り、また市販のコート紙（試料No.10）お
よびアート紙（試料No.11）は光沢および色濃度の
両項目は高い値を示すが、インク吸収性が著しく
悪く、そのためインクの流れ出しが著しかつた。 実施例 ２ 25℃、濃度10％の水酸化カルシウム懸濁液10Kg
に対して、エジエクターで噴霧化した10％濃度の
硫酸亜鉛溶液を混入した30℃、30容量％の炭酸ガ
スを１／分の流速で導通し反応させる。硫酸亜
鉛を水酸化カルシウム１モルに対して0.08モルの
割合になるまで混入した。この時点での炭酸化率
［（炭酸カルシウム重量／水酸化カルシウム重量）
×100％］は1.5％であつた。 硫酸亜鉛添加後は炭酸ガスのみの反応とし、水
酸化カルシウムの炭酸化率が80％に達した時点
で、濃度10％の３号水ガラスを二酸化珪素換算で
0.04モル添加し、更に反応を続行し炭酸化反応を
完結し連鎖状軽質炭酸カルシウム系顔料Ａを得
た。この顔料のBET比表面積は95cm²／ｇ、沈降
容積は1.32ml／ｇであつた。 また、水酸化カルシウム１モルに対して硫酸亜
鉛を0.05モル及び硫酸を0.04モル添加した以外は
サンプルNo.12と同様にして別の連鎖状炭酸カルシ
ウム系顔料Ｂを得た。この顔料のBET比表面積
は75cm²／ｇ、沈降容積は1.24ml／ｇであつた。 次に、実施例１のNo.６におけるトヨフアイン
TF−Ｘに変えて、上記の連鎖状軽質炭酸カルシ
ウム系顔料Ａ，Ｂの各々を用いて実施例１と同様
にして記録用紙No.12及びNo.13を得た。 これらの記録用紙No.12及びNo.13の記録物性評価
試験の結果を表１に併せて示した。表１から明ら
かなように、上記の記録用紙No.12及びNo.13は白紙
の光沢、印面の光沢が何れも高く、印刷物の色濃
度、インクの吸収性にも優れている。 発明の効果 本発明は、特許請求の範囲に明示される通り、
比表面積70m²／ｇ以上、沈降容積1.0ml／ｇ以上
である軽質炭酸カルシウム系顔料と高分子バイン
ダとを含む塗工層が設けられているインク受容性
の優れた記録用紙であり、例えばインクジエツト
記録された印面の、光沢が従来のものより遥かに
良好であり、且つ、色濃度，鮮像度，インク吸収
性，筆記性等が優れているため、記録速度が大で
あり、多色インクジエツト記録等に適し、しかも
スーパカレンダ仕上にも適したインク受容性の優
れた記録用紙を提供することができたものであ
る。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基紙上に、BET法により測定された比表面
   積が70〜100m²／ｇであり、また20℃で25ｇの試
   料を1600Gの相対遠心力の下で30分間遠心分離し
   た後の沈降容積が1.0ml／ｇ以上である軽質炭酸
   カルシウム系顔料と、高分子バインダとを含む塗
   工層が設けられていることを特徴とするインク吸
   収性の優れた記録用紙。 ２ 高分子バインダが合成高分子ラテツクスであ
   る特許請求の範囲第１項記載のインク吸収性の優
   れた記録用紙。 ３ スーパーカレンダ仕上の施された特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載のインク吸収性の優れ
   た記録用紙。