JPH10114141A - インクジェット記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドットの形状、インク吸収性に優れ、適度な
記録ドット径を与えるインクジェット用記録媒体を提供
する。 【解決手段】 支持体に、顔料、バインダー及び撥水性
物質を含有するインク受容層を設けてなるインクジェッ
ト記録媒体において、該インク受容層の接触角が、表面
張力２５ｄｙｎ／ｃｍの液体に対して２０°〜９０°で
あり、５０ｄｙｎ／ｃｍの液体に対して７０°〜９０°
であることを特徴とするインクジェット記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水性インクを用い
て記録するインクジェット記録媒体に関し、特にドット
の形状、インク吸収性に優れ、適度な記録ドット径を与
えるインクジェット用記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】水性インクを用いるインクジェット記録
方式は、記録時の騒音が少なく、カラー化が容易である
こと、高速記録が可能であること等の理由から、端末用
プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、あるいは帳票印刷
などへの応用が進められている。一般に、インクジェッ
ト記録に用いられる記録媒体に要求される特性としては
印字濃度が高いこと、インク乾燥速度が速く、ドットの
広がりやフェザリング（ヒゲ状のにじみ）が少ない等の
項目が上げられる。これらの要求を満たすために従来シ
リカなどの多孔性顔料をインク受容層として設け、イン
クの発色性や色再現性の向上を図ってきた（特開昭５５
−５１５８３号公報、特開昭６２−１１１７８２号公
報、特開昭６３−１３７７６号公報、特開昭６３−１０
４８７８号公報）。さらに、インク吸収速度を増大さ
せ、印字濃度を高める目的で、特定の空隙を設ける（特
開昭５３−４９１１３号公報）といった提案が開示され
ている。

【０００３】最近では、より高解像度、高精細画質が要
求されており、このような要求に対してはプリンタ側で
もインクジェットプリンタの印字ドットの大きさをより
小さくする必要が生じ、インクの吐出量を低減する等の
改良がなされている。しかしながら、このような最近の
インクジェットプリンタを用いて、従来のインクジェッ
ト記録に用いられてきた、インクジェット記録用紙に記
録印字を行なった場合、インクの吸収は良好であるもの
の、必要以上に印字ドットが小さくなってしまい、充分
な印字濃度を得ることができないといった問題が生じ
る。あるいは、逆に高精細なプリンタで適正な印字とな
るようにドットがにじんで拡がる性質を有する記録紙は
従来のプリンタで印字した場合にドットが大きくなりす
ぎてしまうといった問題が生じ、プリンタの機種に対応
して、印字濃度を低下させることなくドット径を調節す
る手段が必要となってきた。

【０００４】インクの吸収性を保ちながら、ドットのに
じみを抑える目的でインク受容層の上に撥水性物質層を
設けたインクジェット記録用紙（特開平７−９６６５４
号公報）が提案されており、一応の効果は認められる。
しかし撥水性物質を最表層に設けた場合、プリンタの機
種に対応してドット径を適正な大きさに調節するために
撥水性物質層の性質を制御することは容易ではなく、必
ずしも満足できるものではなかった。また、インクと記
録材との接触角を９０°以上とした記録方法（特開昭６
３−１５７８号）が提案されているが、接触角を上げす
ぎるとインクの乾燥性が悪くなるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは記録媒体
の表面性と印字ドット径との関係について鋭意検討の結
果、塗工量によって種々のプリンタ機種に対して適正な
ドット径での印字記録が可能なインクジェット記録媒体
を提供できることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。本発明は、ドット径制御が容易であり、インクドッ
トの形状に優れ、インク吸収性にも優れたインクジェッ
ト記録用紙を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の態様を有
する。 〔１〕 支持体に、顔料、バインダー及び撥水性物質を
含有するインク受容層を設けてなるインクジェット記録
媒体において、該インク受容層の接触角が、表面張力２
５ｄｙｎ／ｃｍの液体に対して２０°〜９０°であり、
５０ｄｙｎ／ｃｍの液体に対して７０°〜９０°である
ことを特徴とするインクジェット記録媒体。 〔２〕 撥水性物質が、アクリル系樹脂、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、及びフェノール樹脂の少なくとも１
種で変性された変性フッ素樹脂であることを特徴とする
〔１〕記載のインクジェット記録媒体。 〔３〕 撥水性物質の含有量が、撥水性物質のみの塗工
量として0.01〜0.5g/ ｍ ² の範囲である〔１〕〜〔２〕
のいずれかに記載のインクジェット記録媒体。

【０００７】

【発明の実施の形態】記録媒体と液体の接触角（ＴＡＰ
ＰＩ Ｔ４５８）は、水平なステージの上に置かれた記
録媒体の上にマイクロシリンジ等を用い、液滴が記録媒
体と接触するかしないかの高さから一定量の液滴を滴下
し、滴下後の液滴の輪郭をビデオカメラにより捕らえ、
その画像を解析することにより求めることができる。接
触角は液の吸収の影響を受けて時間経過とともに変化す
るため、測定時間については、滴下直後が好ましいが、
着弾による液滴の揺れが落ち着つく、０．１秒後以降が
適当である。本発明の効果が得られる理由は、必ずしも
明らかではないが、特開平７−９６６５４号公報のよう
にインク受容層の表層のみに撥水性を付与した場合、撥
水性効果が弱いと塗工層中でにじみが起きやすくなり、
撥水剤の効果が大きいとインクの乾燥性が悪くなるが、
その中間に制御するのは容易でなかった。一方、本発明
では、水性インクを吸収させるインク受容層中に、あえ
て撥水性物質を添加したものであり、従来の常識とは全
く異なる発想により、インク受容層中でのにじみを抑制
し、塗工量の増減により容易にインクドット径をコント
ロールすることができる。

【０００８】尚、接触角が小さいと、塗工量を変更して
もドット径の変化が少なく、塗工量によるドット径調整
が困難となる。また、接触角が大きいとインクの乾燥性
が悪くなる。また本発明では表面張力の異なる２点のイ
ンクに関して接触角を規定しているが、これはモノクロ
インク、各色のカラーインク等を代表させる目的であ
り、本発明によれば、各種のインクに対して優れた効果
が得られる。本発明によれば、塗工量を下げることによ
り、記録されたインクドット径を大きくすることがで
き、逆に塗工量を多くすることによりインクドット径を
小さくすることができる。従って、インク受容層の塗工
量が多い場合（例えば５ｇ／ｍ² 〜４０ｇ／ｍ²程度）
ではインクドット径は比較的に小さくなり、高精細なシ
ャープな記録に適している。またインク受容層の塗工量
が比較的少ない場合（例えば５ｇ／ｍ² 未満）ではイン
クドット径は比較的に大きくなり、肉眼による評価では
印字濃度が高く、鮮やかな記録が得られる。更にインク
吐出量が少ないインクジェットプリンターで記録しても
肉眼による評価で十分な記録濃度が得られる。

【０００９】記録媒体は支持体及び顔料とバインダーを
主成分とするインク受容層を含み、インク受容層は接触
角を制御するために更に撥水性物質を含有する。撥水性
物質は特に限定されず、パラフィンワックスやマイクロ
クリスタリンワックス等の石油ワックス、蜜ロウやカル
ナバワックス等の天然ワックス、ステアリン酸、ミリス
チン酸及びオレイン酸等の脂肪酸、ステアリン酸カルシ
ウムやステアリン酸亜鉛等の金属石鹸、ステアリン酸ク
ロミッククロライド錯塩等の脂肪酸クロム錯塩、ポリエ
チレンエマルジョン、シリコーン樹脂、ジルコニウム撥
水剤、フッ素系化合物（フッ素樹脂、変性フッ素樹脂、
フッ素系界面活性剤等）等が例示できる。なかでもフッ
素系化合物が好ましい。

【００１０】フッ素系化合物は、フッ素樹脂、変性フッ
素樹脂やフッ素系界面活性剤などの中から適宜選択して
使用することができるが、変性によりバインダー等の塗
料の他の成分との親和性を改良した変性フッ素樹脂がよ
り好ましい。フッ素樹脂として四フッ化エチレン樹脂
（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン
（ＦＥＰ）等が例示できる。変性フッ素樹脂は耐熱性、
耐侯性に優れ、耐薬品性がよいが、塗液中の他の成分と
の相溶性に優れ、混合しても分離する恐れがない。その
具体例としては、フッ素樹脂（四フッ化エチレン樹脂
（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン
（ＦＥＰ）等）を変性することで得られる。変性樹脂と
してはアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、
フェノール樹脂等が例示できる。特にアクリル系樹脂で
変性したものが好ましい。フッ素系界面活性剤としては
パーフルオロアルキル基含有オリゴマー等が例示でき
る。撥水性物質の含有量は特に限定しないが、例えば撥
水性物質のみに換算した塗工量を0.01〜0.5g/ ｍ² の範
囲とする。これにより、印字濃度を抑制することなく、
にじみが特に優れた記録媒体が得られ、より好ましい態
様である。

【００１１】尚、インク受容層中にカチオン性の物質を
含有させる場合は、撥水性物質はカチオン性であるか、
ノニオン性が好ましい。アニオン性の撥水性物質は塗液
を凝集させる恐れがある。記録媒体のインク受容層とし
ては特に限定されず、通常使用されている材料を適宜用
いることができる。顔料は、必ずしも限定するものでは
ないが、無定形シリカ、アルミナ水和物、アルミナ、焼
成カオリン、炭酸カルシウム等の無機顔料類、あるいは
尿素−ホルムアルデヒド樹脂微粒子、メラミン−ホルム
アルデヒド樹脂微粒子、ベンゾグアナミン樹脂微粒子等
の有機顔料類が挙げられる。また、バインダーとして
は、ポリビニールアルコール、酸化澱粉、カチオン化澱
粉、その他の水溶性高分子等から適宜選択されるが、も
ちろんこれらに限定されるものではない。また、記録の
耐水性を上げるために第４級アンモニウム塩やポリアル
キレンポリアミンジシアンジアミドアンモニウム塩縮合
物などの耐水化剤の添加も可能である。さらに、必要に
応じて、顔料分散剤、保水剤、増粘剤、消泡剤、染料等
を添加することができる。

【００１２】このような塗工液の適用は、ロールコータ
ー、バーコーター、エアナイフコーター、ロッドブレー
ドコーター、ブレードコーター、サイズプレス、ゲート
ロールなど通常使用されている塗工手段により上記の基
材上に塗設することにより行うことができる。塗工量
は、本発明においてドット径制御の手段であるから、目
標とされるドット径によるが、通常、支持体の片面当た
り、固形分で１〜４０ｇ／ｍ² の範囲であり、特に２〜
２０ｇ／ｍ² であることが好ましい。塗工量が少ないと
ドットのにじみが発生しやすく、多いと肉眼で評価した
印字濃度が低下する傾向がある。

【００１３】記録媒体の支持体としては、特に限定する
ものではないが、セルロースを主成分とする原紙、合成
紙、フィルム等が例示できる。パルプは、広葉樹び針葉
樹から得られるサルファイトパルプ（ＳＰ）アルカリパ
ルプ（ＡＰ），クラフトパルプ（ＫＰ）等の化学パル
プ、セミケミカルパルプ、セミメカニカルパルプ、機械
パルプ等が挙げられ、脱墨された二次繊維である古紙パ
ルプも使用可能である。また、パルプはある程度の強度
を得るために、適度の叩解パルプが好ましい。さらにレ
ーヨンのような再生繊維、セルロース誘導体繊維やポリ
ビニルアルコール、ポリアクリルアミド等の親水性合成
高分子繊維も使用可能であるが，品質（フェザリング：
繊維に沿って現れるヒゲ状のにじみ）とコストからみる
と広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）が最も適して
いる。填料としてはタルク、クレー、焼成クレー、炭酸
カルシウム、無定形シリカ等の吸油量４０〜２７０ｍｌ
／１００ｇ程度の白色顔料が使用でき、これらは併用も
可能である。含有量としては５〜２０％が好ましい。こ
れは、少ないと低塗工量タイプの場合、印字物の裏ぬけ
が問題となり、多いと紙力が著しく弱くなるためであ
る。内填サイズ剤としては特に限定しないが、ロジン、
アルキルケテンダイマーアルケニル無水コハク酸または
スチレン系合成樹脂などを主成分とした酸性、中性抄紙
用のサイズ剤が使用できる。

【００１４】以上のようにして得られるインクジェット
記録媒体は塗工量によって容易にドット制御が可能なも
のである。

【００１５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、もちろんこれらの例に限定されるものでは
ない。なお実施例に於て示す部数及び％は重量部及び重
量％を意味する。 実施例１ シリカ（ファインシールＸ−４５：徳山曹達社製）１０
０部、シラノール基変性ポリビニルアルコール（Ｒ−１
１３０：クラレ社製）２５部を水４５０部で分散した。
この分散液にカチオン樹脂（サフトマーＳＴ−３３０
０：三菱化学社製）５部、カチオンラテックス（ヨドゾ
ールＫ−１０：カネボウＮＳＣ社製）１５部、アクリル
系樹脂変性した弱カチオン性フッ素樹脂エマルジョン
（スコッチバンＦＸ−８４５：住友スリーエム社製）１
部を添加し、最後に水で希釈して最終濃度を２０％とし
た。次にこの塗工液を坪量７０ｇ／ｍ² の原紙上に塗工
量１０ｇ／ｍ² 、２０ｇ／ｍ² になるようにバーコータ
ーで塗工し、乾燥してインクジェット記録媒体を得た。

【００１６】実施例２ 実施例１において、前出の変性フッ素樹脂エマルジョン
（スコッチバンＦＸ−８４５：住友スリーエム社製）の
配合部を３部とした以外は実施例１と同様にして塗工量
２水準（１０ｇ／ｍ² 、２０ｇ／ｍ² ）のインクジェッ
ト媒体を得た。 実施例３ 実施例２において、変性フッ素樹脂エマルジョンをステ
アリン酸カルシウム（ノプコートＣ−１０４，ノプコ社
製）とした以外は実施例２と同様にして塗工量２水準の
インクジェット媒体を得た。

【００１７】実施例４ 実施例１において、変性フッ素樹脂エマルジョンをアク
リル系サイズ剤（ゴーセファイマー−Ｃ６７０：日本合
成化学社製）とした他は実施例１と全く同様にして塗工
量２水準のインクジェット記録媒体を得た。 実施例５ 実施例１において、変性フッ素樹脂エマルジョンを、マ
イクロエマルジョン状のカルボン酸変性のシリコーン系
剥離剤（Ｘ−５１−７８９：信越シリコーン社製）とし
た他は実施例１と全く同様にして塗工量２水準のインク
ジェット記録媒体を得た。

【００１８】比較例１ 実施例１において、前出の変性フッ素樹脂エマルジョン
を除いた塗工液とした以外は実施例１同様にして塗工量
２水準のインクジェット記録媒体を得た。 比較例２ 実施例１において、前出変性フッ素樹脂エマルジョンの
配合部を０．１部とした以外は実施例１と同様にして塗
工量２水準のインクジェット媒体を得た。

【００１９】比較例３ 実施例１において、前出変性フッ素樹脂エマルジョンを
除いた塗料を調製し、坪量７０ｇ／ｍ² の原紙上に塗工
量１０ｇ／ｍ² 、２０ｇ／ｍ² になるようにバーコータ
ーで塗工した。次に、この塗工紙の表層にステアリン酸
カルシウム（ノプコートＣ−１０４：ノプコ社製）を塗
工量０．３ｇ／ｍ² となるように塗工して塗工量２水準
のインクジェット記録媒体を得た。

【００２０】以下に測定方法を示す。 ＜インクと記録媒体の接触角＞液量３μｌのインクを記
録媒体に滴下してから０．１秒後の接触角をダイナミッ
クアブソープションテスター（ファイブロ１１００ＤＡ
Ｔ：スウェーデン紙パルプ研究所製）で測定した。 ＜印字ドット径＞印字はＡ４判サイズに断裁した記録シ
ートに、市販されている７２０ｄｐｉのインクジェット
プリンタで行なった。インクは表面張力３０ｄｙｎ／ｃ
ｍ（協和界面科学社製表面張力計ＣＢＶＰ−Ａ３にて測
定）のものを用いた。また、印字パタンは個々のドット
が完全に分離するようにドット面積率１０％とした。印
字ドット径の測定はドットアナライザーＤＡ−５０００
（王子計測機器株式会社製）で行なった。以上の記録媒
体について印字ドット径を測定した結果を表１に示す。

【００２１】＜記録濃度＞用紙の塗工量を１０ｇ／ｍ²
としたインクジェット記録媒体を用いた。印字はＡ４判
サイズに断裁した記録媒体に、市販されている７２０ｄ
ｐｉのインクジェットプリンタで行なった。インクは表
面張力３０ｄｙｎ／ｃｍ（協和界面科学社製表面張力計
ＣＢＶＰ−Ａ３にて測定）のマゼンタインクを用いた。
濃度の測定は、ベタ印字部分をマクベス濃度計を用いて
行った。 ＜ドットの形状＞ドット面積率１０％部分を（グラフィ
ックソフトの色の調合のメニューでベタ印字の単位面積
あたりのドット数を１０％に指定する）光学顕微鏡（１
３０倍）を用いて下記の基準で評価した。 ○：ドット形状は円形である。 △：ドット形状は略円形である。 ×：ドット形状が悪く、ひげ状のにじみが認められる。 ＜インク吸収性＞印字後１０秒のベタ部分を指でこす
り、乾燥の程度を目視評価した。 ○：指にインクが付着せず、乾燥している。 △：指にインクが少量付着する。 ×：指にインクが多く付着し、インクは乾燥していな
い。 結果を表２に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表１から明らかなように、比較例１，２の
ように本発明の接触角に満たない場合は、高塗工量でも
ドット径が大きく、塗工量によるドット径変化が小さ
い。また、特開平７−９６６５４号公報のようにインク
受容層の表層に撥水剤層を設けた比較例３の場合は、低
塗工量でもドット径が小さく、塗工量によるドット径変
化が小さい。それらに対し、接触角を制御した実施例１
〜５は、塗工量によるドット径変化が大きい。特に、フ
ッ素系化合物等をインク受容層内に含有させることによ
り規定の接触角に調節した各実施例は塗工量によるドッ
ト径制御効果が大きい。

【００２５】

【発明の効果】塗工量によって種々のプリンタ機種に対
して適正なドット径での印字記録が可能なインクジェッ
ト記録媒体であった。またドット形状、インク吸収性に
優れたインクジェット記録媒体を提供する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体に、顔料、バインダー及び撥水性
   物質を含有するインク受容層を設けてなるインクジェッ
   ト記録媒体において、該インク受容層の接触角が、表面
   張力２５ｄｙｎ／ｃｍの液体に対して２０°〜９０°で
   あり、５０ｄｙｎ／ｃｍの液体に対して７０°〜９０°
   であることを特徴とするインクジェット記録媒体。
2. 【請求項２】 撥水性物質が、アクリル系樹脂、エポキ
   シ樹脂、ウレタン樹脂、及びフェノール樹脂の少なくと
   も１種で変性された変性フッ素樹脂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媒体。