JPS6189082A - インクジエツト記録用紙 - Google Patents

インクジエツト記録用紙

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JPS6189082A
JPS6189082A JP59209750A JP20975084A JPS6189082A JP S6189082 A JPS6189082 A JP S6189082A JP 59209750 A JP59209750 A JP 59209750A JP 20975084 A JP20975084 A JP 20975084A JP S6189082 A JPS6189082 A JP S6189082A
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裕 小島
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玲二 大橋
Takashi Omori
隆志 大森
Hiroyo Oshima
大島 宏世
Koichi Nagai
弘一 永井
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はインクジェットプリンタ用の記録用紙に関する
ものである。
従来の技術 一般にインクジェット記録は直径数十ミクロンの細孔か
らインクを加圧噴出させ、生成したインク微粒子により
記録紙上にドツト記録を行なう方式である。細孔からの
安定なインク噴出を確保する必要上通常の印刷インクの
ようにインク中にLu料、樹脂等を含有させることが困
難でアシ、一般に直接染料、酸性染料などの水溶性染料
からなる低粘度の水性インクが用いられる。このためイ
ンクジェット記録は記録濃度、光沢、耐光性、耐水性な
どの記録品質が一般の印刷に比べ見劣りするのが当然と
考えられていた。
しかしインクジェット記録方式の使用分野の拡大並びに
カラープリンタの普及につれて、記録時の性能即ち、解
像度、濃度、カラー色調の鮮かさなどは勿論のこと、記
録後の画像の耐水性、耐光性等の保存性も要求されるよ
うになった。
このうち記録の解像度、濃度、カラー色調の鮮かさの対
策としては特開昭55−51583、同56−1485
83及び同56−148585号公報などでシリカ系顔
料と水溶性バインダーから成る塗料を10 g/m”以
上支持体上に塗布することが提案されてお9、更に、特
開昭57−107879号公報は無機顔料として合成シ
リカを用い、PVA又は酸化でんぷんのバインダーに混
合した塗料を、支持体の同一面に2回以上塗布して、1
0g/m”以上の塗工層とすることによって一層優れた
カラー記録が得られるとしている。
また記録画像の耐水化については、例えば本発明者らが
特開昭59−2・0696号公報において、ジメチルジ
アリルアンモニウムクロライド重合物を支持体に塗工又
は含浸させると黒色画像のみならず、カラー記録画像の
耐水化にも格段の効果が発揮されることを示した。
然しこれらの従来技術には次のような欠点があった0 先ず、1回で10 g/m’以上もの塗料塗布を行うに
は、通常オフマシン塗工で行うが、これは巻取の移動、
機絨への掛は替え等操業能率が悪く、その上このように
して形成した塗布層は粉落ちが起こり易いという欠点が
ある。オンマシンで行うことも不可能ではないが、多忙
の塗料を均一に塗布、乾燥する設備はつけられていない
のが通常である。また、オフマシン塗工で2回以上の多
重塗工を行えば、高品質の塗布層が得られるが、この場
合は作業能率が悪くコスト的に不利である。
従って、10 g/rrl以下の低塗布量゛でオフマシ
ン塗工を行なえば良い訳であるが、従来の塗料で低塗布
量とすると、インクのドツト径が太きくなって解像度が
悪くなる。更に、基本色を重ねて複合色を記録するとき
、その重ね順によって複合色の色合いが違って見える、
いわゆる色ズレが著しく大きくなるという欠点が発生す
る。
又記録画像の耐水性向上の為に、塗工層にジメチルジア
リルアンモニウムクロライド重合物を含有せしめると、
色ズレを大きくするという欠点があった。
尚、特開昭56−99692号公報には結着剤に60 
wt 4以上の充填材微粒子を添加した塗膜層の改質剤
としてシリコーンオイルを用いることもあるとの記載が
ある。これはシリコーンオイルの撥水性を利用して、イ
ンクを濡れに<<シて、ドツト径を小さくする効果を期
待しているものであるが、0.1wt%以上使用すれば
インクが付着しにくくなって鮮明な画像が得られない上
に、経時的に油が表面に移行して筆記性を損うという欠
点があり、また色ズレ改善効果も認められなかった。
本発明は、カラー記録における基本色の重ね順の違いに
起因する色ズレ及び画像解像度の改善を目的とし、併せ
て低塗布量故にオンマシンコーティングが可能なコート
タイプのインクジェット記録用紙を提供せんとするもの
である。
本発明者らは前述の問題点を解決すべく鋭意検討を重ね
た結果、(a)顔料と水溶性高分子バインダ、 並C)
’VC(b)シリコーンエマルジョン又ハ水沼性シリコ
ーン化合物について、(、) (1))を1液で同時に
支持体表面に塗布または含浸させ、或いは(a)、(1
))を別々に塗布または含浸させること ゛によって、
前述の目的を達成し本発明を完成した。
以下本発明につき詳述する。
本発明のシリコーンエマルジョンは、シロキサン骨格(
8i −0−Si )からなるポリジメチルシロキサン
として知られているシリコンオイルを水中に安定に分散
させたエマルジョン、あるいはジメチルンロキサンモノ
マーを乳化重合させてiられるものであり、メチル基の
1部がエポキシ基、アミノ基、反応性の水素等に置換さ
れたものも含む。また水溶性シリコン化合物とは、ジメ
チルシロキサンやフェニルシロキサン等のポリアルキル
あるいはポリアリルンロキサンとエチレングリコール、
トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット、ソルビ
トール等の多価アルコールとのランダム、ブロック、グ
ラフト共重合体であって水溶性のものである。これらの
他に、シロキサン化合物とヒドロキシメタクリル酸等と
の水溶性共重合体も含まれる。これらの化合物は、イン
クジェット記録用紙を製造する時の温度では皮膜を形成
しないものが良く、乾燥後常温で液体か又は容易に水と
混和する性質を保持しているものが好ましく用いられる
顔料としてはシリカ、タルク、カオリン、クレー、重質
又は軽質炭酸カルシウム、その他の炭酸塩、酸性白土、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、けいそう土
、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、尿素ホルマリ
ン樹脂微粉末等であり、これらを混合して使用すること
もできる。
水溶性高分子バインダーとしてはPvA、酸化でんぷん
、エーテル化でんぷん、その他のでんぷん誘導体、ゼラ
チン、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロ
キンエチルセルロース、ソの他のセルロース誘導体、ポ
リビニルピロリドン等を単独あるいは併用して使用する
上記のうち顔料としては7リカ系のものが良く、なかで
も二酸化珪素を主成分とする合成沈降性無定形シリカが
好適であゃ、これに水溶性バインダーとしてPVA (
ポリビニルアルコール)を組み合せたものが画像のcA
度、鮮明性等の点でとくに好ましいものである。
顔料と水溶性高分子バインダーとシリコーンエマルジョ
ン又は水溶性シリコーン化合物の使用割合は、固形分i
fで顔料100部に対して、水溶性高分子バインダーが
10〜40部、好ましくは15〜30部シリコーンエマ
ルジョン又は水溶性ぐご シリコーン化合物が1〜15部、好ましくは2〜7部で
ある。顔料に対して、水溶性高分子バインダーが少なす
ぎると、接着力が不足して粉落ちがおこシ、多すぎると
顔料の効果がなくなり、インクの吸収性が悪くなって、
“画像のベタツキや不規則な拡散により鮮明性が損われ
る。シリコーンエマルジョン又は水溶性シリコーン化合
物が上記割合より少ないと、色ズレ改善効果がなく、多
いと画像濃度、解像度が悪くなってくる。
又、本発明においては、顔料とともに既述の耐水化剤ジ
メチルアンモニウムクロライド重合物を添加することが
できる。ジメチルアンモニウムクロライド重合物の使用
量は顔料100部に対して1〜40部で好ましくは5〜
20部である。1部より少ないと耐水化効果は期待でき
ず、40部よシ多くしても最μり耐水性は向1せず、む
しろ色ズレの著しい増大という逆効果がみられる。
シリコーンエマルジョン又a水s性シリコーン化合物を
支持体に含有させる方法としては、顔料及びバインダー
を塗工層としたとき、この塗工層の下、塗工層中、塗工
層の上が考えられるが、顔料及びバインダーと共に混合
して塗工層中に含有させる方法が最も効果が太きい。
塗料の塗布量は固型分として3g/m’以上であれば良
いが、本発明では6〜10g/m″、好ましくは4〜7
 g/mの低塗布量で実用に足る品質のインクジェット
記録用紙とすることができる。塗料塗布の方法としては
従来法をそのまま用いることが可能である。即ち、ロー
ルコータ−、プレー士ト コーター等で10 g/m”以上塗工するちし合はオフ
マシンで行い、10 g/m’以下の場合はオフマシン
で抄紙工程中で塗工する。特に低塗布量の場合。
はサイズプレスも使用可能である。
作用 普及型のカラーインクジェットプリンターは、多くは往
復方式のものであって、カラー複合色を得る場合、往と
復で基本色の重ね順が逆になる。
この重ね順の違いによって記録された複合色が若干違っ
た色にみえる色ズレが2こる。
色ズレは、インクが受理される以前の記録層と、既にイ
ンクによシ湿潤、染色された記録層とでは、インクある
いは染料に対する記録層の受容性(インク浸透性、濡れ
性、染料親和性など)が変化する為に生ずると考えられ
る。先に記録されたインクが余りに速く吸収され、乾燥
状態になっていたり、染料が強く吸着されたりすると、
後から、到達したインクと先のインクとが十分混合する
ことができず色ズレが生ずる。又、インクの有無により
、記録面のインク浸透性、儒れ性が変わると先に記録し
たインクドツト径と、その上に重ねられたインクドツト
径に差が生じ、混色部と非混色部が生じ、色ズレとなる
。これらは多く同時におこるが、その寄与の割合は支持
体や記録層の性質及びインクの性質によって様々である
顔料とバインダーを支持体に塗布して記録層とする場合
、塗布量が少なくなると、色ズレが大きくなるのは、イ
ンクが素速く拡がシ吸収されて牛は乾いた状態になシ、
次のインクが到達した時のインク混合が不十分になる為
と考えられる。記録層に例えば、画像の耐水化剤である
ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物を含有
せしめた場合は、先に記録されたインク中の染料はジメ
チルジアリルアンモニウムクロライド重合物に強く吸着
捕獲され、従ってインクドツトは拡がらないので、次の
インクが到達しても染料の混合が不十分である上に、表
面の吸着性の変化から先のインクの拡がりを越えて後の
インクが拡がり、大きな色ズレを生じる。この場合塗布
量を低下させると色ズレはかなり改善されるものの、そ
れだけでは十分でない。
本発明の水溶性シリコーン化合物は常温で液体でアリ、
殆んど皮膜を形成しない。又シリコーンエマルジョンも
インクジェット記録用紙を製造する為の乾燥では殆んど
皮膜を形成せず、しかも安定な、親水性の強い乳化剤と
共存している。この為、これらと顔料及びバインダーを
混合して支持体に塗布すると、これらは顔料周囲及び支
持体繊維に吸着され、又繊維間に存在して顔料のインク
吸収能、染料の定着能を、又繊維、繊維間のインク吸収
速度、拡散性を変化させ、結果として適度の澄水性と水
との混和しやすさとのバランスで、色ズレを減少させる
ものと推定される。
具体的には、塗工層が低塗布量からなる場合、余ジに速
く拡がりすぎることからくる色ズレに対しては、拡がシ
が抑制されてドツト径が小さくなるとともに、インクの
混和性がよくなって色ズレが改善される。ジメチルジア
リルアンモニウムクロライド重合物を塗工層に含有させ
たような場合は、染料の吸着捕獲能を緩除化して本来の
耐水化能をほとんど落さずに、インクの混和性を良くし
て色ズレを改善しているものと推定される。
実施例 以下実施例によシ説明する0尚、実施例中の部及びチは
特にことわらないかぎゃ、重量部及び重量%を表わす。
尚、得られた記録用紙の品質テスト法は次の通シである
(1)色濃度: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−0700を使用してブラック、シア
ン、マゼンタ、およヒイエローの4色の各全面記録を行
ない、ブラック部分についてはブラック用ビジュアル、
シアン部分についてはシアン用レッド、マゼンタ部分に
ついてはマゼンタ用グリーン、イエロ一部分については
イエロー用ブルーの各8PIフイルターを使用して反射
濃度計(マクベス社製RD 91 s)により測定した
反射光学濃度の合計値で示した。
(2)解像匿(ドツト径)二同上プリンターを使用して
テストパターン記録を行ない、顕微鏡で直接測定したド
ツト径のタテ・ヨコの平均値全5μ単位で示した。
(3)色スレ(色差):紫(シアン−マゼンタ)、赤(
マゼンタ−イエロー)、および緑(イエローキシアン)
の6複合色について測定した。即ち同上プリンターを使
用して例えば紫については先スジアン、マゼンタのIf
faK重ねて全面記録を行なう。次いでII序を逆にし
て全面記録を行ない、この2つの紫色記録面の色差△E
を色差計(日本電色工業(株)製、Z80か11色色差
計)で測定した。赤および緑についても同行の手順で色
差の測定を行い、各ΔEの合計値で試料の色ズレの大き
さを衣わした。
〔実施例1〕 顔料として合胞シリカ(徳山曹達(株)製、トクシール
U)の15チスラリ一Ω本1部に、バインダーとして冗
全ケン化ホリビニルアル:+−/L/(。
クラv(株)製、PvA 117 )(7)10%水溶
1i150部、を混合し水を加えて向型分設度10多の
塗料を調製した。この塗料1000部に対して、それぞ
れ次の水溶性ソリコーン化合物及びシリコーンエマルジ
ョンを5部(純分)加え良く攪拌混合した。
PA:シリコーン・エチレングリコール共重合体(トー
レシリコーン(株)製、5H PB:アラニンーポリヂメチルヒドロキシシロキサン化
合物(重合度10) EA:ポリジメチルシロキサンエもルジョン(トーレシ
リコーン(株)製、81−1703+5)EB:ポリジ
メチルφエポキシシロキサンエマルジョン(同、SM 
8701 ) EC:ポリアミノアルキル7oキサンエマルジジン(同
、SM 8702 ) 支持体は、フリーネス350m/のLBKP80部およ
びフリーネス400m/のNBKP20部から成る原料
パルプに、軽質炭酸カルシウム粉体(白石工業(株)製
、PC)を20部添加し、長網マシンで硫酸アルミニウ
ム無添加で抄造した、米坪60g/m”の上質系中性無
サイズ紙を用いた。この支持体上に前記の各混合塗料を
塗布量が約5 g/m″になるようにワイヤーバーで塗
布した。更にこれらの紙のベック平滑度が90〜140
秒になるようにテストカレンダー(ユリロール社製)に
線圧0.6〜8kgで1回通してインクジェット記録用
紙を得た0 尚、前述のPHは特開昭52−3023号公報に従って
次のように作成した。先ず、4つロフラスコにβ−アラ
ニン9部と下記構造式〔1〕のジオルガノポリシロキサ
ン120部を加え、塩化水素ガスを吹き込みながら加熱
し、3時間120℃で反応させた。このものを0.1規
定苛性ソーダ溶液で中和した後トルエンで抽出し、史に
減圧下に120℃でトルエンを除去したところ透明な油
状物としてアラ二ンーボリジメチルヒドロキクンロキサ
ンを得た。
CHCH30H3 +     1     1 CH(CH2)30HCH3 〔比較例1〕 シリコーンのみ無添加の混合塗料を塗布した他は実施例
1と同様にして、比較用インクジェット記録用紙を得た
表−I Kヨレ[、シリコーンエマルション、水溶性シ
リコーン化合物を含有させた実施例1の各記録用紙は、
比較例1に比べ色ズレが顕著に改善されており、ドツト
径は小さくなり解像度も良くなっている。
〔実施例2〕 顔料として実施例1で用いたのと同じ合成シリカ粉体5
0部と重質炭酸カルシウム粉体(丸尾カルシウム(株)
製、スーパー1500 )35部を混合し、攪拌しなが
ら水を加えて15チの分散液を調製した。この分散液各
250部に、バインダーとして実施例1で用いた10%
PVA水溶液66部と10チ酸化誠粉(玉子コーンスタ
ーチ(株)製、玉子エースB)、水沼液66部をそれぞ
t混合し、更に実施例1で用いたPB:アラニンーボ」
ノジメチルヒドロキシシロキサン化合物を各々2.2部
(純分)添加し、良く攪拌して塗料を作成した。他は実
施例1と同様にしてインクジェット記録用紙を作成した
〔比較例2〕 バインダーとして実施例2の酸化澱粉を用い、水溶性シ
リコーン化合物を加えずに、その他Fi実施例1と同様
の手順で比較用インクジェット記録用紙を作成した。
実施例2及び比較例2の評価結果は表−1に示しり通り
、アジニンーボリジメチルヒドロキシ70キサン化合物
を添加したものは色ズレ、解像度とも改善されていた。
〔実施例6〕 水溶性シリコーン化合物として実施例1で用いたPA:
シリコーン・エチレングリコール共重合体と、エマルジ
ョンとしてEC:ボリアミノアルキルシロキサンエマル
ジョンを用いて集泥?J1.!:同様の配合、手順で作
厄した原料を約12 g/m″塗布してインクジェット
記録用紙を作成した。
〔比較例6〕 シリコーン化合物或いはエマルジョンを添加せずに実施
例1と同様に作成した塗料を11.8g/イと多電に拡
布して比較用試料とした。
評価結果は表−1に示す通ジ、実施例乙においては、色
ズレ及び解像度とも改善されているが、画像d厘の変化
はなかった。
〔実施例4〕 実施例1で用いたシリカ及びPvAの水性液を固形分で
70部及び15部に相当するよう秤取混合したものに、
耐水化剤としてDDACニジメチルジアリルアンモニウ
ムクロライド重合物(日東紡(株)製、パスH−10L
)15部(純分)とシリコーン・エチレングリコール共
重合体(実施νIJ 1のPA)を5部(純分)をよく
混合し、実施例1で作成した支持体にワイヤーバーで塗
布・乾燥し、塗布量4.5 g/m”の記録用紙を作成
した。
〔比較例4〕 実施例4に於てシリコーン・エチレングリコール共重合
体を添加せずに塗料を作成し、塗布量4、3 g/’m
”のものを作成し、比較用試料とした。
結果は表−1に示した通り、実施例4の記録爪は色ズレ
に於て顕著な改善がみらn1画像濃度、解像度も改善さ
れている。この記録画像は極のて耐水性に優れ、室温で
24時間水中浸漬後も、充分判読可能であった。
〔実施例5〕 顔料として微粒軽質炭酸カルシウム(白石工業(株)製
、px)の14%水分散液620部に、バインダーとし
て実施例2で用いたものと同じ酸化澱粉(水溶液)16
0部を混合し、更に実施例2で用いたPB:7ラニン一
ボリジメチルヒドロキシンロキサン化合物を5部(純分
)添加し、実施例1と同様の手順で作成した塗料を使用
して塗布量6. Og/iの記録用紙を作成した。
〔比較例5〕 実施例5において水浴性シリコーン化合物(PB)を添
加せずに塗料を作成し、塗布R5,7g/m’のものを
比較用試験片とした。
結果は表1に示した通り色ズVおよび解像度ともに可成
の改善が見られる。
〔実施例6〕 実施例1で用いた合成シリカ分散液553部と、PVA
水溶液170部を混合し、これにシリコーン・エチレン
グリコール共重合体(PA)をそれぞれ純分で2部、6
m、10部を添加し、塗布量6.5〜6.8g/m’の
紙を試験に供した。
結果は表−1に示す通シで、比較例1と比べるといずれ
も改善されているといえる。シリコーン・エチレングリ
コール共重合体が増えるに従って色ズレは改善されるが
、ドツト径にむしろ太きくなり解像力が低下してくる傾
向を示している。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、顔料と水溶性高分子バ
インダーからなる系に、水溶性シリコーン化合物又はシ
リコーンエマルジョンを含有させたインクジェット記録
用紙は色ズレが少なくなり、解像度が向上する。又、塗
布量が少ない程顕著な効果を示すので、10 g/rn
″以下、5 g/m″程度の塗布量で実用可能なインク
ジェット記録用紙が得られる。1027m以下の塗布量
は通常のオンマシンコーティングによっても十分強度の
ある塗工層が得られるため、操業性の大幅な向上が実現
可能となる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)支持体に(a)顔料と水溶性高分子バインダー並
    びに(b)シリコーンエマルジョン又は水溶性シリコー
    ン化合物を、(a)(b)を1液で同時に或いは2液で
    積層状に塗布又は含浸してなるインクジェット記録用紙
  2. (2)顔料が合成シリカであり水溶性高分子バインダー
    がポリビニルアルコールであることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のインクジェット記録用紙。
  3. (3)(a)、(b)を1液で同時に塗布し、且つ固型
    分塗布量が10g/m^2以下であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項記載のインクジェッ
    ト記録用紙。
  4. (4)支持体に合成シリカ、水溶性高分子バインダー、
    ジメチルアンモニウムクロライド重合物、並びにシリコ
    ーンエマルジョン又は水溶性シリコーン化合物を塗布又
    は含浸してなるインクジェット記録用紙。
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