JPH0688448B2

JPH0688448B2 - インクジェット記録用シート

Info

Publication number: JPH0688448B2
Application number: JP1171980A
Authority: JP
Inventors: まき子鴇田; 一晃大島; 憲治保田
Original assignee: 新王子製紙株式会社
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH0338376A

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被記録材に関し、詳しくは優れた寸
法安定性を持ったプリント後の外観が改良されたインク
ジェットプリンター用の被記録シートに関するものであ
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画像記録装置
とインクの改良によって、イクジェット用紙として、普
通紙を使用して鮮明な画像、印字を得ることが可能にな
ってきた。しかし一方でプリントの品位、彩度、外観、
画像をさらに魅力あるものにする為により高度な特性を
もつ被記録材が要求されるようになっている。

従来、吸収性のために無サイズ紙等の吸収性の優れた紙
を用いたり、実質的に無サイズの紙にシリカなどの吸収
性被覆層を設けたり（特公昭60−27588号公報）、高サ
イズ紙やプラスチックフィルム等の非吸収性の基材にシ
リカなどを主成分とする吸収性被覆層を設けたもの（特
公昭63−65037号公報）などが提案されており吸収性や
発色濃度などに改善が見られている。

特に、微塗工基紙吸収タイプのインクジェット用紙が、
コスト、風合、性能のバランスがよく、将来のインクジ
ェット用紙として期待されている。

基紙吸収タイプのインクジェット用紙としては、インク
の吸収性が良く、インクが紙層内部に吸収されて、見掛
け上乾燥した状態になることと、紙に吸収された水性イ
ンクによるカール、ぼこつきを押さえることの二つが要
求されている。インク吸収性の大きい紙ほど、その結果
としての水性インクによる紙の変形は大きくなりやすい
ことから、この二つの条件は一般には相矛盾し問題を生
じる。例えば、低サイズの紙を用い吸収速度を早くする
とインクの浸透が早くなり、インクが深く浸透してカー
ルやぼこつきの原因となる。

一方、高サイズの基紙上に吸収性被覆層を設けると吸収
層のみの吸収速度を早くし、基紙へのインク吸収を抑え
ることができる。しかし吸収性被覆層のインクの吸収の
限界を越えた場合はにじみなどの原因となるし、カール
の恐れが増す場合も多くぼこつきも完全には解消しな
い。

特公昭63−52588号では、ガラス繊維、及び大量の吸水
性顔料を内填することにより、パルプの繊維間結合を弱
め、結果として、カール、ぼこつきを軽減する提案がな
されている。この場合、ガラス繊維の添加による、種々
の使用上の問題点もさることながら、紙の強度が失わ
れ、プリンター原紙としての実用には疑問がある。

従来、寸法安定性が良好な紙は知られており、OCR用
紙、NIP用紙などに用いられている。しかし、紙の水性
インクによるぼこつき、カールを軽減、改善させる技術
や特性はまだ知られていない。

本発明のインクジェット記録用シートの基紙は、木材を
主原料とするセルロースパルプ、通常は晒クラフトパル
プを主成分とするが、必要に応じて、ガラス繊維、ポリ
エステル繊維、ポリビニルアルコール繊維等の繊維状で
水分散可能なものであれば、いずれも成分として利用で
きる。

〔発明の目的〕

本発明は、水性インクを用いる多色又は単色のインクジ
ェットプリンターに用いる被記録材であって、インクの
吸収速度が早く、吸収容量が大きく、かつぼこつき、カ
ールを軽減し、高速度でプリントすることが可能な、前
記従来技術の原点を解消し得たインクジェット被記録材
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、セルロースパルプを主成分とし、単位シート
内における1cm角のCD方向での水中伸度の標準偏差が30
％以下である抄紙シート上に、高吸水性顔料と水溶性高
分子接着剤を主成分とするインク受容性被覆層を0.5〜1
5g/m²の割合で設けたことを特徴とするインクジェット
記録用シートである。

インクジェット用紙は通常、A4などのカットシート又
は、ファンフォールドの形で使用されているが、水性イ
ンクによるぼこつきは、これら単位シート内での水中伸
度のバラ付きが原因であることを見出した。特に、通常
の長網抄紙機で抄造された上質紙について、水性インク
によるコックリング現象を観察した結果、外観上問題と
なる、水性インクによるぼこつきは数mm〜数cmの周期で
あることが分かった。このような、紙の物理的な挙動の
バラ付きからくるトラブルの解決策としては、物性や挙
動の標準偏差による管理が重要である。セルロースパル
プを原料とする紙は水中伸度の絶対値はある程度小さく
出来たとしても、限界がある。

そこで、サンプルシートの水性インクによるぼこつきの
周期に近い1cm角にカットし、それぞれについて、水中
伸度を測定した。その結果、水中伸度の絶対値よりも、
CD方向の水中伸度の標準偏差が大きいもの程、水性イン
クによるコックリング現象が顕著であった。

美感の評価などから、CD方向の水中伸度の標準偏差の小
さいものとして、標準偏差が水中伸度の絶対値の30％以
下のものを採用し、このような抄紙シート上に、高吸水
性顔料と水溶性高分子接着剤を主成分とする水性インク
受容性被覆層を、0.5〜15g/m²の割合で設けることによ
り基紙吸収タイプのインクジェット用紙を製造したとこ
ろ、基材である紙の吸水速度の早いままで、水性インク
吸収によるぼこつき寸法変化の偏在の小さい、最適なイ
ンク画像受容像を得ることができることを見出した。

即ち、本発明者等は、前に述べた従来技術の欠点を除く
ため、種々検討を重ねた結果、上記の紙の水中伸度の偏
差を少なく抄造または後加工されたシート状支持体に、
高吸水性微粒子と水溶性高分子接着剤とを主成分とする
塗工液を塗布、乾燥してインク受容性被覆層を設けるこ
とにより、ぼこつきの発生しない、優れたインクジェッ
ト記録用シートが得られることを見出したものである。

本発明の記録用シートの構成はシート状支持体を吸収体
として用いる構成が考えられるが、本発明の要件を満た
すかぎり、これ以外の構成を排除するものではない。

本発明においては、合成珪酸をはじめとする高吸水性微
粒子と水溶性高分子接着剤とを、主成分とするインク受
容性被覆層に透過性を持たせ、かつインクドットの形
状、広がりをコントロールさせることにより、鮮明な画
像を得ることができる。インク受容性被覆層にカチオン
性酢酸ビニル共重合体エマルジョンを配合することが、
透過性とインクドットの形状、広がりのコントロールを
更に改善する本発明目的達成の好ましい手段の一つであ
る。

本発明で用いる素材について説明する。

・抄紙シート本発明に用いられる抄紙シートは、長網抄紙機などで抄
造された湿紙をドライヤーで乾燥して製造される。ドラ
イヤーとしては、ヤンキードライヤー、多筒式ドライヤ
ーなどが用いられるが通常の木材を原料としたセルロー
スパルプが好ましい。

シートの厚さはプリントの最終用途によって決定される
が、10〜200μｍ、坪量は20〜200g/m²、表面平滑性の良
好なものが通常用いられる。

抄紙シートを吸収体として用いるので、ステキヒトサイ
ズ度１〜20秒（64g/m²の坪量の場合）のもの、特に５〜
15秒の割合の吸水速度のシートが好ましい。

・顔料本発明のインク受容性被覆層に用いられる顔料は高吸液
性でかつ、顕色性の白色顔料である。微粒子合成珪酸を
主成分とするのが好ましい。適切な初期つまり短時間で
の吸収に粒子間の空隙を確保するために、ある程度大き
い２次粒子径で１〜５μの粒子を主成分とするのが好ま
しい。部粒子合成珪酸以外に利用又は併用可能な白色顔
料としては、例えばカオリンクレー、タルク、ゼオライ
ト、沈降性炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、水酸
化アルミニウム、ホワイトカーボン、有機顔料（プラス
チックピグメント）等が挙げられる。

・水溶性高分子接着剤本発明の接着剤としては、ポリビニルアルコール、カゼ
イン等の蛋白質、澱粉誘導体などの天然、もしくはポリ
ビニルアルコールなどの合成の水溶性高分子が、高吸水
性顔料との接着性が良く、かつ水性インクとの親和性が
良いため短時間で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。

顔料および接着剤等の成分の配合割合は、水性インク受
容性被覆層としての吸収挙動および強度の要請から決め
られるが、塗工液の操作特性（例えば粘度、流動性、塗
膜の乾燥性）の要請によっても制限される。水溶性高分
子接着剤量は被覆層固形分の10〜50重量％、特に20〜35
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、被覆層の２〜25重量
％が好ましく、特に５〜15重量％が好ましい。更に、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
ミクロスフェアーを添加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。

ポリエチレンイミンなどのカチオン性水溶性高分子を、
被覆層固形分の２〜25重量％添加することにより水性イ
ンク画像を耐水化しうる。

被覆層の厚さは必要とされる被覆層による吸水量によっ
て決められるが、厚すぎる場合は被覆層が強度不足とな
り、プリンターでの紙粉等使用上様々の問題を起こすの
で、15g/m²以下であることが望ましい。

薄すぎる場合はインクの初期吸収、初期透過が不十分と
なり、かつ均一な被覆層を得ることが困難なので0.5g/m
²以上、特に２〜10g/m²が好ましい。

以下、実施例によっ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型分重量部を示す。

実施例１晒クラフトパルプ100kg、軽質炭酸カルシウム25kg、カ
チオン澱粉200g、紙力増強剤100g、アルキルケテンダー
マー系サイズ剤100gと水5000kgを混合し、長網抄紙機で
湿紙を形成した後、ヤンキードライヤーの表面に片面を
密着させて水分75％から10％まで乾燥させて58g/m²の片
艶紙（支持体シート−１）を得た。生成した紙は片面の
ベック平滑度135秒、反対面の平滑度18秒であった。

２次粒子径２〜５μのものが70％以上である微粒子珪酸
（ファインシール：徳山曹達）100部に水を加えて、高
速撹はんを行った後、シラノール化ポリビニルアルコー
ル（Ｒ−1130:クラレ）20部、カチオン性酢酸ビニル共
重合体（ヨドゾール1E503K−4:カネボウNSC）10部、ポ
リエチレンイミン10部を添加し塗料−１（濃度15％）を
製造した。

支持体シート−１の片面に塗料−１を固形分10g/m²塗
工、乾燥し被記録シートを製造した。記録面の平滑度は
100秒、ステキヒトサイズ度は10秒であった。

被覆層のブリストー法で測定した、５秒間の吸水量は75
ml/m²であった。

基紙のCD方向での水中伸度は1.8％で、その1cm角の標準
偏差は15％であった。

実施例２晒クラフトパルプ100kg、軽質炭酸カルシウム25kg、カ
チオン澱粉200g、紙力増強剤100g、アルケニルコハク酸
無水物80gを水5000kgと混合した後、長網抄紙機で湿紙
を形成し、多筒式ドライヤーで75％から５％まで乾燥さ
せて75g/m²の上質紙（支持体シート−２）を得た。生成
した紙は片面のベック平滑度53秒、反対面の平滑度48秒
であった。

２次粒子径６〜９μのものが70％以上である微粒子珪酸
（ミズカシル：水沢化学）100部に水を加えて、高速撹
はんを行った後、ポリビニルアルコール（PVA107:クラ
レ）20部、水溶性カチオンポリマー（PAS−J81:日東
紡）10部を添加し塗料−２（濃度15％）を製造した。

支持体シート−２の片面に塗料−２を固形分10g/m²塗
工、乾燥し被記録シートを製造した。記録面の平滑度は
100秒、ステキヒトサイズ度は15秒であった。

被覆層のブリストー法で測定した、５秒間の吸水量は90
ml/m²であった。

基紙のCD方向での水中伸度は2.0％でその1cm角の標準偏
差は18％であった。

比較例１実施例−１と実質的に同一の原料を用いて、抄紙機で湿
紙を形成し、多筒式ドライヤーで水分75％から８％まで
乾燥させて、56g/m²の両更紙（支持体シート−３）紙を
得た。生成した紙はフェルト面のベック平滑度35秒、ワ
イヤー面の平滑度28秒で、ステキヒトサイズ度は９秒で
あった。

被覆層のブリストー法で測定した、５秒間の吸水量は25
ml/m²であった。

基紙のCD方向での水中伸度は4.1％、その1cm角の標準偏
差は47％であった。

比較例２比較例１の支持体シート−４のフェルト面に、塗料−１
を固形分10g/m²塗工した。記録面の平滑度は31秒でステ
キヒトサイズ度は10秒であった。

被覆層のブリストー法で測定した、５秒間の吸水量は45
ml/m²であった。

基紙のCD方向での水中伸度は3.6％、その1cm角の標準偏
差は45％であった。

これらの各被記録シートの評価結果を表−１に示す。

時間辺りの水の吸水量はブリストテスター（J. TAPPI試
験法No57）を用いて測定した。

水中伸度は紙及び板紙の浸水伸度試験法（J. TAPPI No
27）に基づき測定した。

インクジェット記録特性の評価は、インクジェットプリ
ンター（HP社シンクジェット）を用いインク吸収性、
プリント後のぼこつきについて行った。

紙のぼこつきの評価には、プリントした部分の印字部を
目視で行った。ぼこつきの少ないものから、優、良、
可、やや難で示した。

インクの吸収性の評価には、プリントしたインクが乾燥
するまでの秒数を測定した。インク吸収性の良いものか
ら、優、良、可、やや難で示した。

〔発明の効果〕本発明のインクジェット記録用シートはインク吸収速度
と量が大きく、ドット形状が真円に近い優秀なものであ
りながら、従来法の欠点であるぼこつきを解消し、優れ
た高速のインクジェット・フルカラー・プリントを可能
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

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルロースパルプを主成分とし、単位シー
ト内における1cm角のCD方向での水中伸度の標準偏差が3
0％以下である抄紙シート上に、高吸水性顔料と水溶性
高分子接着剤を主成分とする水性インク受容性被覆層
を、0.5〜15g/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。