JPH09156203A - インクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品位でかつ耐水性に優れた画像が得られ、
しかもインク定着時間を短時間にできるインクジェット
記録方法の提供。 【解決手段】 水性インクを下記の条件を満足するイン
クジェット用記録シートに記録することを特徴とするイ
ンクジェット記録方法。 ．疎水性の支持体上に少なくとも１種の水溶性バイン
ダー及び架橋剤を含有するインク受容層を少なくとも１
層以上有する。 ．Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．５１_-87に
記載されるブリストー法により測定した、接触時間５秒
における吸水量が、記録時に使用するプリンターの単位
面積当りの最大インク吐出量の８０〜２００％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水性インクとインク
ジェット用記録シートを用いて記録を行うインクジェッ
ト記録方法に関するものであり、高品位でかつ耐水性に
優れた画像を与え、しかもインク定着時間が短いことを
特徴とするインクジェット記録方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、インクの微
小液滴を種々の作動原理により飛翔させて紙などの記録
シートに付着させ、画像・文字などの記録を行うもので
あるが、比較的高速、低騒音、多色化が容易である等の
利点を有している。この方式で従来から問題となってい
たノズルの目詰まりとメンテナンスについては、インク
及び装置の両面から改良が進み、現在では各種プリンタ
ー、ファクシミリ、コンピューター端末等、さまざまな
分野に急速に普及している。

【０００３】このインクジェット記録方式において高品
位の画像を得るためには、印字ドットの濃度が高く、色
調が明るく鮮やかであること、記録シート内部へのイン
クの吸収が早く印字ドットが重りインク量が多くなった
場合に於いてもインクが流れ出したり滲んだりしないこ
と、印字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等が要求され
る。

【０００４】ところで、紙上に塗工層を設けたコート紙
等は基紙部分もインクを吸収するので、インクの吸収性
は比較的良好である。一方、高い光沢を有する高品位画
像記録用の記録シートや透過光源での観察を目的とした
ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）用の記録シー
トの支持体としてはポリエステル樹脂シートやポリオレ
フィン被覆紙など実質的に非吸水性の支持体が用いられ
る。しかしながら、実質的に非吸水性の支持体を有する
記録シートをインクジェット記録に使用する場合、支持
体がインクを吸収しない分、インクの吸収性がプリンタ
ーから打ち出されるインク量に対して不十分なために、
インクの定着時間が長くなりやすいという問題があっ
た。定着時間が長くなると、例えば連続印字した際２枚
目に印字された記録シートが先に印字された記録シート
に重ねられた場合に記録画像が損傷したり、裏面がイン
クで汚染されるなどの問題が起こることが予想される。
又、印字直後に誤って記録シートの画像印字部を指や衣
服などで擦った場合には画像を損傷するばかりではな
く、指や衣服にインクが付着してしまう問題が起こるこ
とが予想される。

【０００５】又、インク受容層の皮膜を構成するバイン
ダーとして水溶性物質を用いることは、有機溶媒の使用
を極力削減することが出来るために環境面及び安全面上
好ましい。しかしながら水溶性バインダーを用いた場
合、皮膜形成後も水に対して溶解・流出しやすいという
欠点があり、誤って記録シートを水に濡らしてしまった
場合には画像が損傷しやすいなど、耐水性に問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
事情に鑑みてなされたものであり、高品位でかつ耐水性
に優れた画像を与え、しかもインク定着時間が短いイン
クジェット記録方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下の
構成により達成される。

【０００８】水性インクを下記の条件を満足するインク
ジェット用記録シートに記録することを特徴とするイン
クジェット記録方法。

【０００９】．疎水性の支持体上に少なくとも１種の
水溶性バインダー及び架橋剤を含有するインク受容層を
少なくとも１層以上有する。

【００１０】．Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎ
ｏ．５１_-87に記載されるブリストー法により測定し
た、接触時間５秒における吸水量が、記録時に使用する
プリンターの単位面積当りの最大インク吐出量の８０〜
２００％である。

【００１１】更に好ましい構成として、インクジェット
用記録シートのインク受容層中に含有される水溶性バイ
ンダーの総量が５〜２０ｇ／ｍ²であること、記録時に
使用するプリンターの単位面積当りの最大インク吐出量
が１２〜４０ｍｌ／ｍ²であること、及びインクジェッ
ト用記録シートのインク受容層が、ゼラチン及びその誘
導体から選ばれる少なくとも１種を含有すること、が挙
げられる。

【００１２】即ち本発明者らは、架橋剤の添加量によ
り、インク受容層のインク吸収性と皮膜の耐水性が制御
されることに着目し、水溶性バインダーに架橋剤を添加
して層中のバインダー間の結合を強固にすることにより
耐水性の問題を解消できると考え、更にプリンターのイ
ンク吐出量に対し、層中のバインダーのインク吸水量を
特定の条件に設定して架橋剤添加量を制御することによ
り、インク吸収性の改善、即ちインクの定着時間が長く
なりやすいという問題をも解消したインクジェット記録
方法が得られることを見いだし本発明に至ったものであ
る。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１４】本発明のインクジェット記録方法は、水性
インクを下記の条件を満足するインクジェット用記録シ
ートに記録することを特徴とするものである。

【００１５】．疎水性の支持体上に少なくとも１種の
水溶性バインダー及び架橋剤を含有するインク受容層を
少なくとも１層以上有する。

【００１６】．Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎ
ｏ．５１_-87に記載されるブリストー法により測定し
た、接触時間５秒における吸水量が、記録時に使用する
プリンターの単位面積当りの最大インク吐出量の８０〜
２００％である。

【００１７】本発明のインクジェット記録方法に用いる
インクの吐出方式は、水性インクを吐出可能なインクジ
ェット記録方式であればよく、例えば「インク・ジェッ
ト記録技術の動向」中村孝一編著（日本科学情報
（株），１９９５）ｐ．１〜１４に記載の連続噴射荷電
制御方式やオンデマンド方式等の記録方式を用いること
ができる。しかし、これらの中でもオンデマンド方式の
記録方式に適用して使用することにより、より大きな効
果を得ることができる。

【００１８】疎水性の支持体としては、ポリエステル系
樹脂、ジアセテート系樹脂、トリアセテート系樹脂、ア
クリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニ
ル系樹脂、ポリイミド系樹脂、セロハン、セルロイド等
の材料からなるフィルムやポリオレフィン樹脂被覆層を
有する樹脂被覆紙（いわゆるＲＣペーパー）や板、及び
ガラス板などが挙げられるが、ポリエチレンテレフタレ
ート及び樹脂被覆紙が特に好ましく用いられる。上記の
支持体は透明でも不透明でもよく、又着色されていても
着色していなくてもよい。

【００１９】インク受容層に用いられる水溶性バインダ
ーとしては従来公知なものを用いることができ、例えば
でんぷん又はその誘導体、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、デキストリン、デキストラン、アルギン
酸ソーダ、アラビアゴム、大豆蛋白等；ポリビニルピロ
リドン、酢酸ビニル重合体、無水マレイン酸樹脂、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共重合体ラテック
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；或い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、尿素樹脂等の熱硬化合成樹脂系等が挙げら
れるが、ゼラチン及びその誘導体から選ばれる少なくと
も１種を含有することが好ましい。本発明で用いられる
ゼラチンとしては、例えば、米国特許２，６９１，５８
２号、同２，６１４，９２８号及び同２，５２５，７５
３号等に記載されている、ゼラチンのアミノ基を化学的
に不活性化したアミノ基不活性化ゼラチン誘導体が好ま
しい。又、２種以上の水溶性バインダーを併用すること
も好ましく、例えばゼラチン又はその誘導体とポリビニ
ルアルコールを任意の割合で混合して用いることもでき
る。

【００２０】インク受容層に用いられる水溶性バインダ
ーの添加量は２〜３０ｇ／ｍ²が好ましく、５〜２０ｇ
／ｍ²が特に好ましい。

【００２１】インクジェット用記録シートの吸水量はバ
インダーに対する架橋剤の添加量を変えることにより変
化させることが可能である。ここで、本発明に用いられ
る架橋剤としては、用いる水溶性バインダーの官能基の
種類に応じて公知の架橋剤の中から任意に選択すること
ができる。例えば水溶性バインダーとしてゼラチン及び
ゼラチン誘導体を用いる場合には、ビニルスルホン系架
橋剤、アルデヒド系架橋剤、エポキシ系架橋剤、Ｎ−メ
チロール系架橋剤、ハロゲン置換−Ｓ−トリアジン系架
橋剤、金属みょうばん類を好ましく用いることができ
る。又、架橋剤は高分子タイプであってもよい。中でも
ビニルスルホン系架橋剤、エポキシ系架橋剤及びハロゲ
ン置換−Ｓ−トリアジン系架橋剤を好ましく用いること
ができる。

【００２２】架橋剤の添加量はインク受容層のインク吸
収性と皮膜の耐水性にも大きく作用する。すなわち、水
溶性バインダーに対する架橋剤添加量が少な過ぎる場
合、耐水性は不十分となる。又水溶性バインダーに対す
る架橋剤添加量が多過ぎる場合、インク吸収性が不十分
になるので、架橋剤の添加量はインク吸収性と耐水性の
バランスを考えて適量を添加する必要がある。

【００２３】例えば、バインダーとしてアルカリ処理ゼ
ラチンを用い、架橋剤として２，４−ジクロロ−Ｓ−ト
リアジンを用いた場合、架橋剤の好ましい添加量はゼラ
チン１ｇ当たり０．００５ｇ以上０．０５ｇ以下であ
る。

【００２４】インク受容層には、画像の耐水化剤として
特開昭５６−８４９９２号のポリカチオン高分子電解
質、特開昭５７−３６６９２号の塩基性ラテックスポリ
マー、特開昭６１−５８７８８号、同６２−１７４１８
４号、特公平４−１５７４４号等記載のポリアリルアミ
ン、特開昭６１−４７２９０号記載のアルカリ金属弱酸
塩等を一種以上用いることができる。

【００２５】インク受容層には、必要に応じて更に微粒
子状金属化合物、白色顔料、ＵＶ吸収剤、酸化防止剤、
分散剤、蛍光染料、ｐＨ調整剤、消泡剤、潤滑剤、防腐
剤、界面活性剤、増粘剤、帯電防止剤、マット剤等の公
知の各種添加剤を含有させることができる。

【００２６】インク受容層の形成は、得られた塗布液を
上記支持体上に塗布、加熱乾燥することにより実施する
ことができる。塗布は、例えばディップコート法、ロー
ルコーティング法、カーテンコート法、ロッドバーコー
ティング法、エアーナイフコーティング法、スプレーコ
ーティング法あるいは米国特許第２，６８１，２９４号
記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法
等の公知の塗布方法で行うことができる。必要に応じ、
米国特許第２，７６１，７９１号、同３，５０８，９４
７号、同２，９４１，８９８号及び同３，５２６，５２
８号、原崎勇次著「コーティング工学」２５３頁（１９
７３年朝倉書店発行）等に記載された方法により２層以
上の層も塗布することができる。

【００２７】インクジェット用記録シートを製造するに
当たって好ましい方法としては、インク受容層側を構成
する全ての塗布液を支持体上に同時塗布し、冷却固化
（いわゆるセット）させた後、水分を蒸発させて乾燥す
ることにより実施する方法が挙げられる。

【００２８】本発明におけるインクジェット用記録シー
トのインク受容層の吸水量は、Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ
試験方法 Ｎｏ．５１_-87の紙及び板紙の液体吸収性試
験方法（ブリストー法）に基づき、ここに記載されてい
る試験装置（ブリストー試験機）を用いて、速度設定を
０．２ｍｍ／ｓ（即ち、接触時間５秒）に定めて測定す
ることができる。ブリストー試験機を使用して転移量の
測定を行った場合、転移量Ｖ（ｍｌ／ｍ²）は、実際に
紙等に浸透した量（ｍｌ／ｍ²）と、浸透には無関係で
表面の凹凸による粗さ指数Ｖｒ（ｍｌ／ｍ²）に分けら
れる。通常のインクジェット用記録シートでは光沢性が
高く表面の平滑性も高いことから粗さ指数Ｖｒの値は小
さく、更に接触時間５秒の転移量と比較すると無視でき
るほどに小さい。

【００２９】よって、本発明でいう吸収量とは、Ｊ．Ｔ
ＡＰＰＩ紙パルプ試験方法 Ｎｏ．５１_-87に記載のブ
リストー試験機を使用して接触時間５秒の転移量とする
ことができる。

【００３０】測定に際しては、測定の便宜を図るために
使用する蒸留水又は純水を着色することも可能である。
着色にはＪ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法 Ｎｏ．５１
_-87ブリストー法に記載のあるマラカイトグリーンの他
にＡｃｉｄ Ｒｅｄ５２等の水溶性染料も好ましく用い
ることができる。

【００３１】本発明では、この方法で測定した接触時間
５秒の転移量、即ち本発明でいう吸収量が、記録に使用
するプリンターの単位面積当りの最大インク吐出量の８
０〜２００％に相当することが必須である。

【００３２】本発明におけるプリンターの単位面積当り
の最大インク吐出量とは、カラー記録時を想定し実際に
カラー記録時に使用する印字モードにおけるイエロー、
マゼンタ、シアンの各色の最大インク吐出量の合計を意
味する。本発明の効果を最大限に発揮できる最大インク
吐出量としては１２〜４０ｍｌ／ｍ²が好ましい。

【００３３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の態様はこれに限定されない。尚、実施例
中で「％」は特に断りのない限り絶乾重量％を示し、添
加量は記録シート１ｍ²当たりの量を示す。

【００３４】〈インクジェット用記録シート１の作製〉
８０ｇ／ｍ²の原紙両面をポリエチレンで被覆した紙支
持体（厚さ１３０μｍ、インク受容面側のポリエチレン
層中に７重量％の酸化チタン含有）のインク受容面側に
アルカリ処理ゼラチンを下引層として０．１ｇ／ｍ²塗
布乾燥、裏面側に同ゼラチンをバック層として４．０ｇ
／ｍ²塗布乾燥して得られた疎水性支持体上に以下の組
成を有するインク受容層を塗設した。記録シートはワイ
ヤーバーを用いて塗布液を支持体上に塗布した後、約５
℃で約２０秒間冷却セットし、５０℃の温風で乾燥して
得た。

【００３５】平均粒径２μｍのシリカ粉体１００ｇ、ア
ルカリ処理ゼラチン５ｇ、界面活性剤１ ０．２ｇを純
水で１０００ｍｌにメスアップした後にサンドグライン
ダーを使用して２，０００ｒｐｍで１時間分散して得た
分散液として添加した。尚、以下の処方ではシリカ分散
液から持ち込まれる少量のゼラチン及び界面活性剤は省
略して記述した。

【００３６】 フタル化ゼラチン（フタル化度８８％） ６．８ｇ ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５；株クラレ製） ９．２ｇ シリカ ２．０ｇ 界面活性剤１ ０．００４ｇ 〈記録シート２〜４の作製〉架橋剤１を０．９ｇ添加し
た以外は記録シート１と同様にして記録シート２を、又
架橋剤１を０．２ｇ添加した以外は記録シート１と同様
にして記録シート３を、又架橋剤２を０．１ｇ添加した
以外は記録シート１と同様にして記録シート４を作製し
た。

【００３７】〈記録シート５の作製〉各層を以下の構成
に変更した以外は記録シート１と同様にして記録シート
５を作製した。

【００３８】 アルカリ処理ゼラチン ６．８ｇ ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５；株クラレ製） ４．８ｇ ポリビニルピロリドン（Ｋ−９０；ＢＡＳＦ社製） ４．８ｇ 界面活性剤１ ０．００３ｇ 架橋剤１ ０．２５ｇ 〈記録シート６の作製〉各層を以下の構成に変更した以
外は記録シート１と同様にして記録シート６を作製し
た。

【００３９】 フタル化ゼラチン（フタル化度９８％） ６．８ｇ ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５；株クラレ製） ４．２ｇ カルボキシメチルセルロース （セロゲンＢＳ；第一工業製薬社製） ２．４ｇ シリカ １．５ｇ 界面活性剤１ ０．００３ｇ 架橋剤２ ０．３ｇ 〈記録シート７の作製〉各層を以下の構成に変更した以
外は記録シート１と同様にして記録シート７を作製し
た。

【００４０】 アルカリ処理ゼラチン ６．８ｇ ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５；株クラレ製） ２．４ｇ アクリル酸ソーダ重合体（スミカゲルＮＰ−１０１０） １．８ｇ シリカ １．２ｇ 界面活性剤１ ０．００３ｇ 架橋剤２ ０．２ｇ

【００４１】

【化１】

【００４２】得られたインクジェット用記録シート１〜
７にキヤノン（株）製インクジェットプリンターＢＪＣ
−６００シリーズ用のイエロー、マゼンタ、シアンの３
色のインクを用いて、ピエゾ振動子によってインクを吐
出させるオンデマンド型カラーインクジェット記録プリ
ンター装置（記録ヘッドのオリフィス径６５μｍ、ピエ
ゾ振動子駆動電圧７５Ｖ、周波数３ｋＨｚ）を用いて３
００ｄｐｉの密度で、黒色べた画像（イエロー、マゼン
タ、シアンの３色の最高濃度の足し合わせで作製）及び
画素密度１４４ｄｐｉの自然画像インクジェット記録を
実施した。尚、このプリンタ装置の単位面積当りの最大
インク吐出量は２９．４ｍｌであった。

【００４３】（評価） （１）吸水量の測定 ブリストー試験機（東洋精機製）を用いて接触時間５秒
の吸水量の測定を行った。尚、測定の際には純水を、又
着色染料には３％のＡｃｉｄ Ｒｅｄ５２水溶液を使用
した。

【００４４】（２）インク定着時間測定 黒色べた画像印字後に記録シートの塗布に使用した支持
体を重ね１００ｃｍ²当り２ｋｇの荷重を掛け１分間放
置しても重ねた支持体上へのインクの転写がなくなるま
での時間を測定した。印字及び測定は２０℃、７０％Ｒ
Ｈの環境下で行った。インク定着時間はできる限り短い
ことが理想であるが、連続印字時の画像出力時間等を考
慮すると２０秒以下が好ましく、１０秒以下が特に好ま
しい。

【００４５】（３）耐水性 黒色べた画像印字後の記録シートを２５℃の純水中に３
分間浸漬した後のインク受容層及び画像の様子を評価し
た。

【００４６】 ○：ほとんど変化無し ×：画像部の損傷が激しい （４）濃度ムラ 自然画の出力に対する目視評価を行った。

【００４７】 ○：ムラ無し △：ややムラが目立つ ×：激しいムラがある 評価結果を以下の表１に示した。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１から明らかなように、本発明によれば
濃度ムラが無く高品位でかつ耐水性に優れた画像を与
え、しかもインク定着時間が短いことがわかる。しかし
比較例の記録シート１は吸収性に優れ、インク定着時間
は短いが架橋剤を含有しないため耐水の試験では画像部
の損傷が激しく、又同記録シート２は優れた耐水性を有
してはいるものの架橋剤の添加量の制御が適切でないた
めインク定着時間が非常に長い、即ち吸水性が劣る上に
濃度ムラを併発しており、双方とも実用に適さないこと
がわかる。

【００５０】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録方法によ
り、高品位でかつ耐水性に優れた画像が得られ、しかも
インク定着時間を短時間にすることが可能となるなど、
顕著に優れた効果を奏する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水性インクを下記の条件を満足するイン
   クジェット用記録シートに記録することを特徴とするイ
   ンクジェット記録方法。 ．疎水性の支持体上に少なくとも１種の水溶性バイン
   ダー及び架橋剤を含有するインク受容層を少なくとも１
   層以上有する。 ．Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．５１_-87に
   記載されるブリストー法により測定した、接触時間５秒
   における吸水量が、記録時に使用するプリンターの単位
   面積当りの最大インク吐出量の８０〜２００％である。
2. 【請求項２】 インクジェット用記録シートのインク受
   容層中に含有される水溶性バインダーの総量が５〜２０
   ｇ／ｍ²であることを特徴とする請求項１記載のインク
   ジェット記録方法。
3. 【請求項３】 記録時に使用するプリンターの単位面積
   当りの最大インク吐出量が１２〜４０ｍｌ／ｍ²である
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット
   記録方法。
4. 【請求項４】 インクジェット用記録シートのインク受
   容層が、ゼラチン及びその誘導体から選ばれる少なくと
   も１種を含有することを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれか１項記載のインクジェット記録方法。