JPH0662003B2 - 耐水性インクジェット記録用シ−ト - Google Patents

耐水性インクジェット記録用シ−ト

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JPH0662003B2
JPH0662003B2 JP61172376A JP17237686A JPH0662003B2 JP H0662003 B2 JPH0662003 B2 JP H0662003B2 JP 61172376 A JP61172376 A JP 61172376A JP 17237686 A JP17237686 A JP 17237686A JP H0662003 B2 JPH0662003 B2 JP H0662003B2
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まきこ 鴇田
昭 小林
憲治 保田
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新王子製紙株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52Macromolecular coatings
    • B41M5/5218Macromolecular coatings characterised by inorganic additives, e.g. pigments, clays

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

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を用いた画像プリンターや印字プリ
ンター等に用いられるインクジエツト記録用シートであ
つて、基材および塗工層が強固で、耐水性があり、一般
の上質紙,塗工紙と同様に加工,筆記が可能でありなが
ら、シート表面に付着したインクの吸収速度と吸収容量
が大きく、インクの発色が鮮やかでシヤープな画像や印
字を与えるなどのインクジエツト記録特性が優れてお
り、画像の耐水性が優秀で新規な記録シートに関するも
のである。
〔従来の技術〕
インクジエツト記録方式を用いて高速でカラーハードコ
ピーを作成するインクジエツトカラープリンターの技術
が進んでいる。高品位の記録画像を得るために、記録シ
ート上に付着した水性インクが表面上に広がることな
く、厚さ方向に速やかに吸収されるよう、顔料と接着剤
とを主体とする塗工層を設けたシートについては、従来
から幾多の提案がなされている。
例えば、特開昭55-51583号公報には、非こう質シリカ
(粒径0.1〜10μm)と高分子バインダーからなる被覆
層が、 特開昭56-148586号公報には、微粒子珪酸と非水溶剤可
溶性樹脂とから成る、あるいは微粒子珪酸と他の無機顔
料粒子と非水溶剤可溶性樹脂から成る受容層を基体上に
設けることがそれぞれ開示されている。
更にこれらの提案のシートの塗工層の表面強度を改善す
ることも提案されており、本発明者らもシラノール基を
含むビニルアルコール共重合体などを用いる方法を提案
した(特願昭61-113996号)。
また、インクジエツト法で水性インクを用いてプリント
した画像の鮮明度と耐水性を改善するために、さらにカ
チオン性ポリマーを添加することが最近行われている。
しかしカチオン性ポリマーによつてインクおよび塗工層
の顔料,接着剤,添加高分子から構成された画像自体の
耐水性が得られたとしても、基材が天然紙であれば、水
濡れによつて紙が破れたり、耐水化した紙を用いても伸
び,しわ,カールなどの問題が発生し,実用上は、カラ
ーハードコピーとしての耐水性があるとはいえなくな
る。
このような天然パルプを主原料とする基紙上に塗工層を
設けた記録シートをもつてしては、インクジエツトプリ
ンターのフルカラー性能を生かしながら、高湿度や水滴
にさらされるような環境で使用できる記録シートを提供
することは不可能であつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、良好なインクジエツト記録適性を有し、即ち
記録シート表面に付着した水性インクの吸収速度と吸収
容量が大きく、インクの発色が鮮やかで、インクドツト
のにじみが小さくインクドツト形状が円形でシヤープな
画像を与え、従つて高解像度の印字や画像を高速度でカ
ラープリントすることを可能とするインクジエツトプリ
ンター用記録シートであつて、さらに塗工層の表面強度
が大きく、粉落ちがなく加工適性の良好な、しかも画像
および基材の耐水性,耐湿性の優れた、前記の欠点を解
消し得るインクジエツト記録用シートを提供することを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、前述の従来技術の欠点を解決するために
種々検討を重ねた結果、全塗料固形分の30〜88重量
%の微粉末シリカを含む顔料を使用し、全塗料固形分の
10〜40重量%の水系接着剤であって、しかもその中
にシラノール基を含むビニルアルコール共重合体を全塗
料固形分の5〜40重量%の量で含む水系接着剤と、全
塗料固形分の2〜10重量%のカチオン性重合体を主成
分とする塗工層を、無機顔料を含むポリオレフインを主
成分として2軸延伸した多層構造のフイルムからなるシ
ート状支持体上に10〜40g/m2の割合で設けること
により、水性インクの吸収速度と吸収容量が大きく、イ
ンクの発色が鮮かで、インクドツトのにじみが小さくイ
ンクドツト形状が円形でシヤープな画像を与え、従つて
高解像度の印字や画像を高速度でカラープリントするこ
とを可能とする、と同時に画像の耐水性と基材の耐水性
を兼ね備えた、しかも表面強度の優れたインクジエツト
記録用シートが得られることを見出した。
本発明のインクジェット記録用シートにおいて、支持体
は無機質微細粉末を含む複層構造二軸延伸ポリオレフィ
ン系樹脂合成紙から成る。この合成紙フィルムは、無機
質微細粉末を8−65重量%を含有する熱可塑性樹脂フィ
ルムであって、基材層、紙状層の外、用途によって表面
層を含むことができる。そして顔料の添加量,種類によ
つて不透明な紙から半透明なトレース紙のようなものが
製造されている。この各層を構成する熱可塑性樹脂とし
てはポリオレフイン樹脂たとえばポリエチレン,ポリプ
ロピレン,エチレン−プロピレン共重合体,エチレン酢
酸ビニル共重合体が主成分となるが、他に、ポリスチレ
ン,アクリル酸エステル共重合体などの熱可塑性樹脂を
混合して用いることができる。
熱可塑性樹脂に配合すべき無機質微細粉末としては、基
材層,紙状層には平均粒径が20μm以下の炭酸カルシ
ウム,焼成クレー,ケイ藻土,タルク,シリカなどが、
又表面層用には、炭酸カルシウム,酸化チタン,硫酸バ
リウムなどが例示される。
本発明に用いられるシート状支持体の厚みは10〜20
0μm、坪量は10〜200g/m2が好ましく、表面平
滑性の良好なものが好ましい。
このように、支持体を、無機質微細粉末を含む複層構造
二軸延伸ポリオレフィン系樹脂合成紙により構成するこ
とにより、(イ)不透明性が十分で、(ロ)機械強度が
すぐれ、(ハ)二軸延伸加工の際の無機質微細粉末に起
因するボイド(紙状層を形成する凹凸や空孔)を備えた
紙状層を有することに基いて塗工層との接着性の改善が
顕著に可能となり、普通紙感覚を備えた記録シートを可
能とするのである。
本発明における塗工層は、前述したように、全塗料固形
分の30〜88重量%の微粉末シリカを含む顔料と、1
0〜40重量%の水系接着剤と、2〜10重量%のカチ
オン性重合体を主成分とするものである。
塗工層の接着剤としては各種の水溶性又は水分散性接着
剤が使用可能であるが、少なくともその1部はシラノー
ル基を含むビニルアルコール共重合体でなければならな
い。通常、全塗料固形分の5〜40重量%をシラノール
基を含むビニルアルコール共重合体とする。ビニルアル
コール共重合体は、シリカに特異的に接着性の優れたも
のであり、顔料取設分の微粒子シリカおよびカチオン性
重合体との特異な相乗効果が得られ、インクジエツト用
紙の塗工層内に、特異な相互作用が形成されるためと考
えられる。更にこのシラノール基を含むビニルアルコー
ル共重合体は、基材多層フイルムの表面層内の無機顔料
の水酸基などの活性基と反応して、表面強度,画像耐水
性を飛躍的に改善する効果を示すものと推定される。
シラノール基を含むポリビニルアルコール共重合体はケ
イ素を含むビニル化合物を酢酸ビニルと共重合させた後
ケン化することにより、酢酸ビニル単位がビニルアルコ
ールに、ケイ素含有単量体単位がシラノール基にそれぞ
れ転換されて得られるものである。(特開昭58-59203号
公報参照)。ケイ素含有単量体は0.1−1.0モル%のごと
く少量を共重合させればよい。シラノール基を含むポリ
ビニルアルコール共重合体はシリカと特異的に強固に結
合するので、発色や解像力を妨げない程の少量で十分な
塗膜強度を実現することができる。
シラノール基を含むポリビニルアルコール共重合体は、
単独で、又は、他の水溶性,水分散性高分子を化合物と
共に使用する。他の接着剤としては、澱粉および澱粉誘
導体,セルロース誘導体,ポリビニルアルコール,なら
びにアクリルエステル共重合体などの中から、微粉末シ
リカやカチオン重合体と相溶性が良いものを選定・併用
することができる。
水系接着剤の割合は、40%以上では画像の高解像度の
実現が困難となるので、接着剤総量は、シラノール基を
有するポリビニルアルコール共重合体を含めて塗料固形
分の40%以下、好ましくは30重量%以下とする。な
お10重量%以下では十分な効果が得られないので好ま
しくない。
本発明においては、画像の耐水化の為、カチオン性重合
体を加える。カチオン性重合体としては、ポリエチレン
イミンの4級アンモニウム塩誘導体,4級アンモニウム
基を共重合モノマーとして含むアクリル、またはメタク
リル酸エステルの共重合体などが適当であり、2〜10
重量%の範囲で存在させる。2重量%以下では十分な効
果が得られず、10重量%以上では効果が飽和しそれ以
上の改善が得られないのみか、画像の耐光性の低下など
の副次的問題が生じる恐れがある。
本発明に使用する顔料はインクジエツト用紙に用いて、
鮮明な画像を与えることが知られている、高吸油量かつ
高比表面積を有する顕色性白色顔料である2次粒子径が
1〜5μの粒子を主成分とする微粒子シリカが最もすぐ
れている。微粉末シリカを全塗料固形分の30〜88重
量%使用するのが適当である。これは接着剤10〜40
重量%カチオン性重合体2〜10重量%の残量、50〜
88重量%を顔料とし、その内少なくとも30重量%を
上記シリカとすることを意味する。他の顔料では最善の
結果はえられない。画質のみから評価すれば微粉末シリ
カは多いほどよい。この外、記録シートの使用目的やプ
リンターの要求に応じて他の白色顔料を使用または併用
することもでき、顔料総量は50〜88重量%とする。
使用できる他の白色顔料としては、例えばゼオライト,
炭酸カルシウム,ケイソウ土,カオリンクレー,タル
ク,水酸化アルミニウム,有機顔料(プラスチツクピグ
メント)その他一般の紙塗工に使用される顔料が使用で
きる。
支持体に対する塗工層は2〜50g/m2、好ましくは5
〜30g/m2の割合で設ける。
塗工量が少ないとインク吸収性が不足し、多過ぎると不
経済であるばかりでなく、強度低下がおこる。
〔実施例〕
以下、実施例によつて本発明をさらに詳細に説明する。
なお、実施例において部は固形分としての重量部を示
す。
実施例 1 塗 料−1 顔料 2次粒子径2〜5μのものが70%以上 の微粒子珪酸 100部 (フアインシール 徳山曹達) シラノール基を含むビニルアルコール共重合体 30部 (R−1130 クラレ) ポリビニルアルコール 10部 (PVA−105 クラレ) ポリエチレンイミン第4級アンモニウム塩 5部 分散剤 ポリアクリル酸ソーダ 1.5部 以上の成分から濃度12重量%とした塗料−1を調製
し、無機顔料を含む多層構造の合成紙ユポFPG80
(厚さ80μm王子油化合成紙製)に固形分で20g/
m2の割合で塗工,乾燥し、スーパーカレンダーで平滑化
処理を行つてインクジエツト用シートを得た。塗工面の
ベツク平滑度(王研式)は12000秒、反対面の平滑
度は550秒であつた。
実施例 2 塗 料−2 顔料 微粒子珪酸 80部 (フアインシール 徳山曹達) 〃 けいそう土 20部 シラノール基を含むビニルアルコール共重合体 20部 (R−2105 クラレ) 4級アンモニウム塩を含むアクリル共重合体の エマルジヨン 10部 (Tg−10℃,4級塩25mol%) 分散剤 ポリアクリル酸ソーダ 1.5部 以上の成分よりなる濃度18重量%とした塗料−2を、
無機顔料を含む多層構造の合成紙(ユポFPG80王子
油化合成紙)に15g/m2の割合で塗工,乾燥し、スー
パーカレンダーで平滑化処理を行つてインクジエツト用
シートを得た。塗工面のベツク平滑度(王研式)は10
000秒、反対面の平滑度は550秒であつた。
比較例 1 塗 料−3 顔料 微粒子珪酸 100部 (フアインシール 徳山曹達) 分散剤 ポリアクリル酸ソーダ 1.5部 ポリビニルアルコール 50部 (PVA−117 クラレ) 4級アンモニウム塩を含むアクリル共重合体の エマルジヨン 10部 (Tg−10℃,4級塩25mol%) 以上の成分よりなる濃度18重量%とした塗料−3を、
無機顔料を含む多層構造の合成紙(ユポFPG80王子
油化合成紙)に固形分で20g/m2の割合で塗工,乾燥
し、スーパーカレンダーで平滑化処理を行つてインクジ
エツト用シートを得た。塗工面のベツク平滑度(王研
式)は13000秒、反対面の平滑度は550秒であつ
た。
比較例 2 実施例−1の塗料−1を、65g/m2の上質紙に固形分
で20g/m2塗工,乾燥し、スーパーカレンダーで平滑
化処理を行つてインクジエツト用シートを得た。塗工面
のベツク平滑度(王研式)は250秒,反対面の平滑度
は105秒であつた。
これらのインクジエツト記録用シートの評価結果を表に
示す。インクジエツト記録特性の評価は市販のインクジ
エツトプリンターを用いてインク吸収性、発色の鮮明度
につい、塗工層の強度はセロフアンテープテストと鉛筆
筆記性で評価した。
インク吸収性評価には、インクの乾燥するまでの時間を
測定した。
発色の鮮明度は、イエロー,マゼンタ,シアンのカラー
インクの発色と、グリーン,ブルー,レツドの重色の発
色を目視で評価した。
鉛筆筆記性はHの鉛筆での筆記の難易から官能的に判定
した。
表面強度はセロフアンテープの剥離による、塗工層の取
れ具合を官能的に評価しておこなつた。
画像耐水性は画像を流水中に5分間浸した後、乾燥して
画像の残存をみた。
シート耐水性は画像を記録したシート全体をプラスチツ
ク板に耐水性接着剤で張り付け、2時間流水中に浸した
後、シワ,ノビ,破断などを目視で観察した。
○は性能のすぐれているもの、△は一般的な品質を、×
は使用に問題となる欠陥のあるものをあらわす。
〔発明の効果〕 本発明のインクジエツト記録用シートは表面が強固で、
インク吸収性、発色の鮮かさのいずれも優秀なものであ
ると同時に、シートと画像の耐水性を持つ、従来の記録
シートの欠点を解消した高解像度,高速,汎用のインク
ジエツト・カラー・プリント・システムを可能ならしめ
るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保田 憲治 東京都江東区東雲1丁目10番6号 王子製 紙株式会社商品研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−58869(JP,A) 特開 昭59−198186(JP,A) 特開 昭59−198188(JP,A) 特開 昭60−46289(JP,A) 特開 昭60−56587(JP,A) 特開 昭61−89082(JP,A) 特開 昭56−99692(JP,A) 特開 昭61−134290(JP,A) 特開 昭62−268682(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無機質微細粉末を含む複層構造二軸延伸ポ
    リオレフィン系樹脂合成紙から成る支持体上に、全塗料
    固形分の30〜88重量%の微粉末シリカを含む顔料
    と、全塗料固形分の10〜40重量%の水系接着剤であ
    って、しかもその中にシラノール基を含むビニルアルコ
    ール共重合体を全塗料固形分の5〜40重量%の量で含
    む水系接着剤と、全塗料固形分の2〜10重量%のカチ
    オン性重合体とを主成分として含有する塗工層を10〜
    40g/m2の割合で設けたことを特徴とするインクジ
    ェット記録用シート。
  2. 【請求項2】塗工層のカチオン性重合体の少なくとも一
    部が4級アンモニウム塩基を有する共重合単位を含むア
    クリル共重合体である特許請求の範囲第1項記載のイン
    クジェット記録用シート。
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