JPH0655542B2

JPH0655542B2 - 記録シ−ト

Info

Publication number: JPH0655542B2
Application number: JP59124883A
Authority: JP
Inventors: 成彦宮本
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPS613777A

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 産業上の利用分野本発明はインクを用いて記録する記録媒体に関するもの
であり、特に媒体上に記録された画像や文字の濃度が高
く、色調が鮮明で、かつインクの吸収能力が優れた、特
に多色記録に適したインクジェット用記録媒体に関する
ものである。

インクジェット記録方式は、インクの微小液滴を種々に
作動原理により飛翔させて、紙などの記録媒体に付着さ
せ、画像、文字などの記録を行うものであるが、高速、
低騒音、多色化が容易、記録パターンの融通性が大き
い、更に現像、定着が不要等の特徴があり、漢字を含め
各種図形及びカラー画像等の記録装置として、種々の用
途に於いて急速に普及している。更に、多色インクジェ
ット方式により形成される画像は、製版方式による多色
印刷や、カラー写真方式による印画に比較して遜色のな
い記録を得ることも可能であり、作成部数が少なくて済
む用途に於いては、写真技術によるよりも安価であるか
ら、フルカラー画像記録分野にまで広く応用されつつあ
る。

(B) 従来技術及びその問題点このインクジェット記録方式で使用される記録媒体とし
ては、通常の印刷や筆記に使われる上質紙やコーテッド
紙を使うべく装置やインク組成の面から努力がなされて
来た。しかし、装置の高速化、高精細化あるいはフルカ
ラー化などインクジェット記録装置の性能の向上や用途
の拡大に伴ない、記録媒体に対してもより高度な特性が
要求されるようになった。

すなわち、当該記録媒体としては、インクドットの濃度
が高く、色調が明るく彩やかであること、インクの吸収
が早くてインクドットが重なった場合に於いても、イン
クが流れ出したり、にじんだりしないこと、インクドッ
トの横方向への拡散が必要以上に大きくなくかつ周辺が
滑らかでぼやけないことに更に、記録画像が紫外線や空
気中の酸素又は水に曝された場合の染料の抵抗性を低下
させず、好ましくは増強させること等が要求される。

これらの問題を解決するためには、従来からいくつかの
提案がなされて来た。例えば特開昭５２−５３０１２号
には、低サイズの原紙に表面加工用の塗料を湿潤させて
なるインクジェット記録用紙が、また特開昭５３−４９
１１３号には、尿素−ホルマリン樹脂粉末を内添したシ
ートに水溶性高分子を含浸させたインクジェット記録用
紙が開示されている。

これらの一般紙タイプのインクジェット記録用紙は、イ
ンクの吸収は速やかであるが、ドットの周辺がぼやけ易
く、ドット濃度も低いと言う欠点がある。

また、特開昭５５−５８３０号には、支持体表面にイン
ク吸収性の塗層を設けたインクジェット記録用紙が開示
され、また、特開昭和５５−５１５８３号では被覆層中
の顔料として非膠質シリカ粉末を使った例が、更に特開
昭５５−１１８２９号ではインク吸収速度の異る２層構
造を使った塗抹紙の例が開示されている。これらのコー
テッド紙タイプのインクジェット記録用紙は、ドット径
やドットの形状、ドット濃度や色調の再現性と言った点
では、一般紙タイプのインクジェット用紙より改良され
ているが、吸収能力の点では一般紙タイプに及ばなかっ
たり、コートタイプの中でも優劣があることが判った。

(C) 発明の目的そこで本発明者は、インクジェット用インクを記録媒体
に噴射して記録画像を得るインクジェット記録方法に於
いて、吸収速度が早く、吸収容量の大きいコートタイプ
の構造を特開昭５８−１１０２８７号で提案している
が、その後、鋭意検討して、更に吸収能力の改良及びド
ットの形状、つまりドット周辺の滑らかさを改良するこ
とに成功し本発明を成すに到った。

(D) 発明の構成及び作用即ち、本発明は、支持体上に少なくとも一層のインク受
理層を設けて成るインクジェット記録シートにおいて、
該インク受理層の最表層が平均二次粒子径１〜１８μｍ
である多孔性無機顔料を含み、該インク受理層のベック
平滑度が１３０秒〜８００秒であり、且つ吸収容量（重
合度４００のポリエチレングリコール：水が１：１の溶
液を用いて２０℃で１０秒間一定面積のインク受理層に
接触させ、余分な液を吸取紙で取除いて、インク受理層
中に吸収された溶液の重量を測定し、ｍ²当りのグラム
数として算出した値）が２３．０〜３０．０ｇ／ｍ²で
あることを特徴とするインクジェット記録シートの提供
である。

本発明において用いられる多孔性無機顔料は、合成シリ
カあるいは合成アルミナの一次粒子を凝集させて平均二
次粒子直径１μｍ〜１８μｍの粉体としたものである。

これらの合成シリカあるいは合成アルミナは水溶性原材
料から水溶液中で合成された場合、その一次粒子は数ｍ
μから数百ｍμの大きさを待ち、自己凝集性を有してい
る為乾燥してから粉砕、分級するなり、乾燥時にスプレ
ードライヤー等を使用して目的とする粒度になるように
濃度や噴霧条件を調節することによって平均二次粒子直
径１μｍ〜１８μｍの多孔性無機顔料とすることが出来
る。

又、合成シリカや合成アルミナが１μｍ以下の微粉末と
なっている場合には水に分散した状態から結合剤や接着
剤を加えて乾燥し、粉砕、分級したり、スプレードライ
ヤーで噴霧乾燥することでやはり平均二次粒子直径１μ
ｍ〜１８μｍの多孔性無機顔料とすることも可能であ
る。

更に、コロイダルミリカ、コロイダルアルミナの如き微
粒水分散物質を１μｍ以上の粒子状に成形するにはＵ．
Ｓ．Ｐ３，８５５，１７２号に開示されている如く、微
粒物質懸濁水中で尿素−ホルマリン樹脂等を生成し、そ
の生成条件を調節することにより、目的とする二次粒子
径に造粒された微少球状粒子とすることも出来る。

該顔料の平均粒子径が１μｍ未満であると塗抹してイン
ク受理層を構成しスーパーカレンダー等による平滑化工
程でベック平滑度が８００秒を越え易く通常の仕上げ作
業で調節することが困難である。また平均粒子径が２０
μｍ以上になると同様に平滑化工程でベック平滑度を１
３０秒以上にすることが困難となる。本発明では上記多
孔性無機顔料を下記無機あるいは有機の顔料と併用する
ことも出来る。この場合、上記多孔性無機顔料は全顔料
の２０重量％以上、好ましくは４０重量％以上使用す
る。併用出来る無機顔料としては例えば軽質炭酸カルシ
ウム、重質炭酸カルシウム、カオリン（白土）、タル
ク、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、炭酸亜鉛、サチンホワイト、ケイ酸ア
ルミニウム、ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マ
グネシウム、合成無定形シリカ、水酸化アルミニウム、
アルミナ、リトポン等の白色顔料及び有機顔料として
は、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プ
ラスチックピグメント、マイクロカプセル、尿素樹脂顔
料等がある。

本発明で言うインク受理層とは、前記多孔性無機顔料及
び必要ならその他の無機顔料や有機顔料に接着剤を混合
し、支持体上に層状に設けた空隙のある塗工層を指す。

インク受理層中に使用される水性接着剤としては、例え
ば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、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等のセルロース誘
導体、カゼイン、ゼラチン、大豆タン白、ポリビニルア
ルコール及びその誘導体、無水マレイン酸樹脂、通常の
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等の共役ジエン系重合体ラテック
ス、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重
合体又は共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エ
チレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテック
ス、或はこれらの各種重合体のカルボキシル基等の官能
基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂等の熱高化合成樹脂系等の水性接着
剤、及びポリメチルメタクリレート、ポリウレタン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル
コポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等
の合成樹脂系接着剤が、単独あるいは複合して用いられ
る。これらの接着剤は顔料１００部に対して２部〜１０
０部、好ましくは５部〜３０部が用いられるが顔料の結
着に充分な量であればその比率は特に限定されるもので
はない。しかし、１００部以上の接着剤を用いると接着
剤の造膜により、空隙構造を減らし、あるいは空隙を極
端に小さくしてしまうため好ましくない。

又、使用するインクが水性インクである場合には、イン
ク受理層上で画像形成後、その画像が水に流れない方が
好ましいが、その場合には耐水化剤としてカチオン性樹
脂、カチオン性界面活性剤、カチオン変性無機粒子等を
添加することも出来る。

更に、必要なら、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、
消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色顔料、
着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防
腐剤、防バイ剤、等を適宜配合することも出来る。

支持体としては、紙または熱可塑性樹脂フィルムの如き
シート状物質が用いられる。紙の場合はサイズ剤無添加
あるいは適度なサイジングを施した紙で、填料は含まれ
ても、また含まれなくてもよい。

また、熱可塑性フィルムの場合は、ポリエステル、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレー
ト、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリカーボネート
等の透明フィルムや、白色顔料の充填あるいは微細な発
泡による白色不透明なフィルムが使用される。充填され
る白色顔料としては、例えば酸化チタン、硫酸カルシウ
ム、炭酸カルシウム、シリカ、クレー、タルク、酸化亜
鉛等の多くのものが使用される。また紙の表面にこれら
の樹脂フィルムを貼り合わせたり溶融樹脂によって加工
した、いわゆるラミネート紙等も使用可能である。これ
らの樹脂表面とインク受理層の接着を改善するための下
引層やコロナ放電加工等が施されていてもよい。

これらの支持体上に設けるインク受理層を顔料塗液等を
塗抹して形成する場合に、塗工機として一般に用いられ
ているプレードコーター、エアナイフコーター、ロール
コーター、ブラッシュコーター、カーテンコーター、バ
ーコーター、グラビアコーター、スプレー装置等が通常
用いられる。更に支持体が紙の場合には抄紙機上のサイ
ズプレス、ゲートロール、スプレー等を適用することも
可能である。

支持体上にインク受理層を設けただけのシートは、その
ままでもベック平滑度が１３０秒以上８００秒以下であ
れば本発明による記録シートとして使用出来るが通常
は、例えばスーパーカレンダー、グロスカレンダーなど
で加圧及び／又は加熱下ロールニップを通して表面を平
滑にする工程が必要である。この場合ベック平滑度が１
３０秒以下であると表面の凹凸が大きいことを意味しド
ットの形状が真円から外れ、周囲がギザギザとなるた
め、好ましくない。

又、過度に加工して、せっかく形成した粒子間の空隙を
漬すとベック平滑度が８００秒以上となり、吸収能力が
極端に低下するため、やはり好ましくない。本発明に於
いて用いられる真円度とは、インクジェットプリンター
で記録シート上に一滴づつ分離されて印されたドットに
ついて、その面積（Ａμｍ²）及び周辺長（ＰＭμｍ）
を画像解析装置（ＬＵＺＥＸ 500）により１０ドット
以上、好ましくは１００ドットについて測定し、下記計
算式（１）を使って計算した値の平均値をもって真円性
又は真円度と規定した。

真円度はドットが真円なら１．００となり、周辺長が長
くなる程、つまりギザギザが激しい程大きな値をとる。
本発明の真円度は、記録画像のドット径（Ｄ）が５００
μｍφ以下の場合、１．０を超え１．５以下であること
が必要である。

つまり真円度が１．６を超えるとドットの周辺がくず
れ、ドットとドットの繋がりが均一でなくなるため、画
像が汚なく見える。

ドット径は前記面積（Ａ）からそれと等しい面積を持つ
円を仮定し、その直径（Ｄ）を下記式（２）から算出し
た。

また、これらインクジェット適性を測定するに用いたプ
リンターは特にことわらない限りシャープ製インクジェ
ットカラーイメージプリンター（ＩＯ− 700）を使用し
た。

色濃度はインクジェットプリンターでシアン（Ｃ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ１）の各
インクでベタ印写して得た画像について、濃度をマクベ
スデンシトメーターＲＤ５１４で測定した値を用いた。

また、インク吸収速度は、同じくシャープ製インクジェ
ットプリンター（ＩＯ− 700）を用いて、赤印字部（マ
ゼンタ＋イエロー）のベタ印字直後（約１秒後）にペー
パー押えロールに接触させ、汚れが出るか出ないかで判
定した。

更に、吸収容量は、重合度４００のポリエチレングリコ
ール（ＰＥＧ No.400）：水が１：１の溶液を用いて２
０℃で１０秒間一定面積のインク受理層に接触させ、余
分な液を吸取紙で取除いて、インク受理層中に吸収され
た溶液の重量を測定し、ｍ²当りのグラム数として算出
した値を用いた。

吸収容量が２３．０ｇ／ｍ²未満或いは３０．０ｇ／ｍ²
を超えると、インクジェット特性、特に仕上り後の画像
の見栄が不良となる。

ベック平滑度はＪＩＳＰ８１１９に規定されている方法
に従い、規定の圧力の下で１０mlの空気が通過するに要
する時間（秒）を測定した。

表面が荒いと短時間で１０mlの空気が通過し、平滑な場
合は時間が長くなる。

(E) 実施例以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、これらの例
に限定されるものではない。尚、実施例に於いて示す部
及び％は重量部及び重量％を意味する。

実施例１〜４漏水度３７０mlcsf のＬＢＫＰ８０部、漏水度４００ml
csf のＮＢＫＰ２０部、重質炭酸カルシウム１３部、カ
チオン澱粉１部、アルキルケタンダイマーサイズ剤０．
１２部及びポリアルキレンポリアミンエピクロルヒドリ
ン樹脂０．４部から成るスラリーから、長網抄紙機にて
坪量６８ｇ／ｍ²の原紙を抄造し、抄造時にサイズプレ
ス装置で酸化澱粉を１．５ｇ／ｍ²付着させてコート原
紙を製造した。

多孔性無機顔料として、ケイ酸のゲル化により得られる
ヒドロゲルをミクロンサイズのキセロゲルとした平均二
次粒子径が各々２．５μｍ、３．５μｍ、７μｍ、１０
μｍ、の合成シリカである、サイロイド１５０（富士デ
ビソン写製）サイロイド２５５、サイロイド７４、サイ
ロイド４０４、を使用し、接着剤としてポリビニルアル
コール（クラレ社製ＰＶＡ１１７）を多孔性無機顔料１
００部に対して３０部添加し、前記コート原紙にエアナ
イフコーターで乾燥固形分１８ｇｂ／ｍ²になるように
塗布した。次いでスーパーカレンダーにてニップ圧５０
kg／cm、４ニップ間をスピード４０ｍ／min で通過し、
各々のベック平滑度が１３０秒〜８００秒の間に入った
ものを各々実施例１．２．３．４の記録用紙とした。こ
れらの記録用紙について評価した結果を表１に示す。

比較例１実施例１〜４で使用した多孔性無機顔料を平均二次粒子
径２０μｍのサイロイド６２０（富士デビソン製）に代
えた他は、実施例１〜４と全く同様に仕上げて記録用紙
とした。

この記録用紙のベック平滑度は６７秒であった。

この比較例１の記録用紙について、評価した結果を表１
に示す。

実施例５〜８多孔性無機顔料として合成アルミナの粉末を下記要領で
合成した。

８％Ａｌ_２Ｏ_３を含有する硫酸アルミニウム溶液の３１
３０部及びアルミン酸ナトリウム２６％Ａｌ_２Ｏ_３溶液
の２０８０部を、ＰＨ７〜７．５でアルミナヒドロゲル
を沈殿させるために、１１，２５０部の水の中に撹拌し
ながら同時に注入した。次いで過剰のアルミン酸ナトリ
ウムを加えてＰＨを１０．５に調節し、アルミナヒドロ
ゲルを濾過し、ＰＨ１０．５で洗浄して、ナトリウム及
び硫酸塩を除去した。このケーキを最分散し、ＰＨ７〜
８で濾過してナトリウム分を０．１％以下まで低下させ
た。こうして作ったケーキを所定の濃度で再スラリー化
し、スプレードライヤーにて入口温度１８０℃で乾燥し
た。ケーキ濃度及びスラリー送入流量を調節して平均二
次粒子径が各々１．５μｍ、８μｍ、１５μｍ、１８μ
ｍの合成アルミナ顔料を作成した。これらの各粒子径を
持つ顔料１００部にポリビニルアルコール１０部を添加
して濃度２０％の塗工液を作り、エアナイフコーターで
乾燥固形分１５ｇ／ｍ²になるように前記実施例１〜４
で作成したコート原紙の上に塗布乾燥した。

次いでスーパーカレンダーにて、ニップ圧６０kg／cm、
４ニップ間をスピード４０ｍ／min で通して各々実施例
５．６．７．８の記録用紙とした。これらの記録用紙に
ついて評価した結果を表１に示す。

比較例２．３実施例５〜８で合成したと同じアルミナキセロゲルスラ
リーをスプレードライヤー条件を変えて平均二次粒子径
が０．４μｍ及び２２μｍの２種類の顔料を合成した。

この顔料を使った他は実施例５〜８と全く同様に仕上げ
たところ、平均二次粒子径０．４μｍの比較例２の記録
用紙のベック平滑度が１０２０秒となり、同様に２２μ
ｍの比較例３の記録用紙が４６秒となった。これらの記
録用紙について評価した結果を表１に示す。

比較例４．５実施例７．８と全く同様にして作ったが、スーパーカレ
ンダーを掛けなかったものを各々比較例４．５の記録用
紙とした。ベック平滑度は各々９６秒、３８秒であっ
た。

実施例９〜１１及び比較例６実施例１２及び比較例７．８実施例１３及び比較例９．１０．１１実施例１〜４と同様にして得られた平均二次粒子径が３
μｍの合成シリカ１００部に対してポリビニルアルコー
ルを各々３０部、５０部、９０部、１１０部添加し、実
施例１に使用した原紙上にエアーナイフコーターで乾燥
固形分１８ｇ／ｍ²になるように塗抹した。

次いでスーパーカレンダーにてニップ圧５０kg／cm、４
ニップ間をスピード４０ｍ／min で通した。各々の記録
用紙を実施例９．１０．１１、比較例６の記録用紙とし
た。

同様にして平均二次粒子径が７μｍの合成シリカ１００
部に対してポリビニルアルコールを各々５０部、９０
部、１１０部添加し、同様にして、乾燥固形分１８ｇ／
ｍ²となるように塗抹した。

次いでスーパーカレンダーニップ圧５０kg／cm、４ニッ
プ間をスピード４０ｍ／min で通した。各々の記録用紙
を実施例１２、比較例７．８の記録用紙とした。

更に、同様にして平均二次粒子が１２μｍの合成シリカ
１００部に対してポリビニルアルコールを３０部、５０
部、９０部、１１０部添加し、次いでスーパーカレンダ
ーニップ圧５０kg／cm、ニップ間をスピード４０ｍ／mi
n で通した。

各々の記録用紙を実施例１３、比較例９．１０．１１の
記録用紙とした。

以上の記録用紙について評価した結果を表１に示す。

(F) 発明の効果表１から明らかなように、平均二次粒子径１〜１８μｍ
の多孔性無機顔料を用い、ベック平滑度が１３０秒〜８
００秒であって、且つ吸収容量が２３．０〜３０．０ｇ
／ｍ²の範囲の実施例１〜１３は、真円度が何れも１．
５以下であって、仕上り後の画像の見栄えが良好であっ
た。一方、ベック平滑度が８００秒を超え、吸収容量が
２３．０未満の比較例は、インク吸収速度が悪く、又、
ベック平滑度が１３０秒未満で、吸収容量が２３．０〜
３０．０ｇ／ｍ²の範囲外の比較例は、何れも真円度が
悪い。吸収容量が２３．９ｇ／ｍ²ではあるが、平均二
次粒子径が２０μｍでベック平滑度が１３０秒未満であ
る比較例１は、真円度が悪く、仕上り後の画像の見栄え
は不良であった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に少なくとも一層のインク受理層
を設けて成るインクジェット記録シートにおいて、該イ
ンク受理層の最表層が平均二次粒子径１〜１８μｍであ
る多孔性無機顔料を含み、該インク受理層のベック平滑
度が１３０秒〜８００秒であり、且つ吸収容量（重合度
４００のポリエチレングリコール：水が１：１の溶液を
用いて２０℃で１０秒間一定面積のインク受理層に接触
させ、余分な液を吸取紙で取除いて、インク受理層中に
吸収された溶液の重量を測定し、ｍ²当りのグラム数と
して算出した値）が２３．０〜３０．０ｇ／ｍ²である
ことを特徴とするインクジェット記録シート。
【請求項２】該多孔性無機顔料が合成シリカ又は合成ア
ルミナの二次凝集粒子粉体である請求項１記載の記録シ
ート。