JPWO2019049779A1 - インクジェット記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、インク受容層に有機球状粒子を含有して、インクジェット記録媒体の表面と裏面との間の静摩擦係数を低下させる方法(特許文献3参照)が開示されているが、家庭用インクジェットプリンターを対象としたものであり、商業用途の高速枚葉プリンターに対しては好ましいものではなかった。
すなわち、本発明は基紙の少なくとも片方の面に、無機顔料、バインダー、カチオン性の化合物からなるインクジェットインク用定着剤、及び有機球状粒子を含有するインク受容層を設けたインクジェット記録媒体であって、前記インク受容層が更に水溶性金属塩を含有し、前記バインダーとして、前記インク受容層100質量部に対し、重合度700以下のポリビニルアルコール(A)を5質量部以上15質量部以下、及び重合度1200以上のポリビニルアルコール(B)を20質量部以上40質量部以下含有し、前記有機球状粒子のレーザー回折/散乱法で測定した体積50%平均粒子径(D50)が15.0μm以上である。
前記無機顔料100質量部に対し、前記有機球状粒子を0.5質量部以上7質量部以下含有することが好ましい。
前記水溶性金属塩の陽イオンがマグネシウムイオン、カルシウムイオン、及びアルミニウムイオンの群から選択される1種であり、陰イオンが硫酸イオン、硝酸イオン、及び塩化物イオンの群から選択される1種であることが好ましい。
前記インク受容層100質量部に対し、前記水溶性金属塩を3〜15質量部含有することが好ましい。
前記無機顔料は、前記体積50%平均粒子径(D50)が6〜14μmである合成非晶質シリカを含み、前記無機顔料に対して前記合成非晶質シリカが60質量%以上を占めることが好ましい。
前記基紙の両方の面に前記インク受容層を設けることが好ましい。
本発明において、高い発色性を有し、特にラインヘッドを有する高速枚葉インクジェットプリンターで使用する際に、高温多湿条件下でもプリンター搬送性に優れるインクジェット記録媒体を得ることができる理由については、以下のように説明される。
プリンターでの搬送トラブルを起こす原因として、積み重ねたインクジェット記録媒体の間の摩擦係数が適正範囲でないことが考えられる。摩擦係数、特に静摩擦係数が高すぎると、インクジェット記録媒体間の滑りが悪くなり、多枚数のインクジェット記録媒体がプリンター内でまとまってずれてしまい、複数枚が重なって搬送される重送が起こる。逆に、摩擦係数、特に動静摩擦係数が低すぎると、インクジェット記録媒体が滑りすぎるため、インクジェット記録媒体がプリンター内に搬送されない空送が起こる。特に高温多湿条件下では、摩擦係数、特に静摩擦係数が高くなる傾向が見られるため、重送が起こりやすくなる。
そこで、高温多湿条件下でもインクジェット記録媒体の表面と裏面との間の摩擦係数を適正範囲に調整するため、上述のインク受容層の構成とした。
これらの中でも、レーザー回折/散乱法で測定した体積50%平均粒子径(D50)が6〜14μmである合成非晶質シリカを、無機顔料全体に対して60質量%以上の割合で含有することが好ましく、印刷品質が良好なインクジェット記録媒体を得ることができる。
合成非晶質シリカのD50が6μm未満であると、インク吸収性が不足して印刷品質が低下する可能性がある。また、合成非晶質シリカのD50が14μmを超えると、無機顔料粒子間の空隙が多くなりすぎてインク吸収性が過剰となり、印字濃度が低下する可能性がある。
インク受容層の無機顔料のすべて(100質量%)が合成非晶質シリカでもよい。
ここで、レーザー回折/散乱法の測定装置としては、例えば、堀場製作所社の粒子径分布測定装置「Partica」、マルバーン社の粒度分布測定装置「MASTER SIZER S」などがある。
本発明では、有機球状粒子のレーザー回折/散乱法で測定した体積50%平均粒子径(D50)を15.0μm以上として、有機球状粒子がインク受容層に埋没し難くする。平均粒径D50が15.0μm未満では、有機球状粒子がインク受容層に埋没しやすく摩擦係数の低減効果が不足する。
また、有機球状粒子の平均粒径は20.0μmを超え35.0μm以下が好ましく、22.0μm以上30.0μm以下がより好ましい。
平均粒径が35.0μmを超えると、特に動静摩擦係数の低減効果が過剰となり、空送が起こりやすくなることがある。
有機球状粒子の平均粒径は、レーザー回折/散乱法にて測定する。レーザー回折/散乱法の測定装置としては、上述の通りである。
インク受容層がポリビニルアルコール(B)を特定量含有することにより、インク受容層の強度とインク吸収性を両立させることが容易となる。一方、インク受容層がポリビニルアルコール(A)を含有しないと、水溶性金属塩がポリビニルアルコール(B)に対して作用し、有機球状粒子の周囲にポリビニルアルコール(B)の被膜が付着するため、有機球状粒子がインク受容層に埋没して表面に出る割合が減少してしまう。その結果、有機球状粒子の配合によるインク受容層の摩擦係数の低減効果が小さくなってしまうと推測される。
一方、水溶性金属塩がポリビニルアルコール(A)に対して作用しても、ポリビニルアルコール(B)程の厚みの被膜にはならないため、インク受容層がポリビニルアルコール(A)を特定量含有すると、上記した有機球状粒子の埋没が抑制され、インク受容層の摩擦係数の低減効果が大きくなる。
ポリビニルアルコール(B)が20質量部未満であると、インク受容層の強度が不足してインクジェット記録媒体の取り扱いが難しくなる。また、含有量が40質量部を超えると、インク吸収性が不足して印刷品質が劣る。
特に、ポリビニルアルコール(A)が10質量部以上であると、有機球状粒子の埋没が抑制され、インク受容層の摩擦係数の低減効果が確実に生じてプリンターの重送が低減するので好ましい。
本発明のインク受容層に用いられる、カチオン性の化合物からなるインクジェットインク用定着剤としては、二級アミン、三級アミン、及び四級アンモニウム塩としてポリエチレンイミン塩、ジメチルアミンエピハロヒドリン縮合体、ポリビニルアミン塩、ポリアリルアミン塩、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート四級塩、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩、ジアリルアミンアクリルアミド共重合体塩、ポリスチレンの四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上混合して使用してもよい。
なお、染料プリンターでの印字適性としては印字濃度と耐水性が挙げられる。
水溶性金属塩の陽イオンがマグネシウムイオン、カルシウムイオン、及びアルミニウムイオンの群から選択される1種であり、陰イオンが硫酸イオン、硝酸イオン、及び塩化物イオンの群から選択される1種であることが好ましい。このような水溶性金属塩の例としては、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硝酸マグネシウム、塩化マグネシウム等が挙げられる。
本発明では、水溶性金属塩はインク受容層100質量部に対し3質量部以上15質量部以下の範囲で含有させることが好ましい。水溶性金属塩が3質量部未満であると、顔料プリンターでの印字適性を十分に向上させることが難しい。また、含有量が15質量部を超えると、ポリビニルアルコール(B)に対して作用しやすくなり、インク受容層の摩擦係数の低減効果が小さくなる可能性がある。
なお、顔料プリンターでの印字適性としては印字濃度が挙げられる。
基紙に填料を含有させると、基紙の不透明度と平滑性が向上するため好ましい。填料としては、水和珪酸、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、合成樹脂填料等の公知の填料が例示可能である。又、要求品質に応じてこれらを併用することも可能である。
基紙には、紙力増強やサイズ性付与などを目的とし、澱粉、ポリビニルアルコール、サイズ剤などを含有するサイズ液を含浸または塗工しても良い。また、サイズ液には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて蛍光染料、導電剤、保水剤、耐水化剤、pH調整剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、界面活性剤等の助剤を含有しても良い。サイズ液の含浸または塗工の方法については特に制限されないが、ポンド式サイズプレスに代表される含浸法、または、ロッドメタリングサイズプレス、ゲートロールコーター、ブレードコーターに代表される塗工法が例示可能である。
インク受容層の塗工量が4g/m2未満であると、インク吸収性が不足して印刷品質が低下する可能性がある。また、塗工量が10g/m2を超えると、インク吸収性が過剰となり、印字濃度が低下する可能性があると共に、有機球状粒子がインク受容層に埋没して、インク受容層の摩擦係数の低減効果が小さくなる可能性がある。
パルプ原料としてCSF340mlの広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)100部を使用し、パルプ100部に対して、紙力増強剤(カチオン化澱粉)0.4部、硫酸アルミニウム0.4部、炭酸カルシウム16部を配合した紙料を長網抄造機で抄造した。その後、この原紙の両面に、酸化澱粉7%の液をサイズプレスにより乾燥塗工量が両面で3g/m2となるように塗工し、乾燥後マシンカレンダー処理して坪量94g/m2の基材を得た。
なお、表の「坪量」はインク受容層塗工後のインクジェット記録媒体の値である。
無機顔料として合成非晶質シリカであるゲル法シリカ(製品名:BS−308N:平均粒径D50=10.0μm、DSL.ジャパン株式会社製)、沈降法シリカ(製品名:X−60:平均粒径D50=7.0μm、Oriental Silicas Corporation社製);バインダーとして、ポリビニルアルコール(A)(製品名:GL−05:重合度500、日本合成化学工業株式会社製)、ポリビニルアルコール(B)(製品名:PVA117:重合度1700、株式会社クラレ製)、及びエチレン酢酸ビニル(製品名:BE−585、ジャパンコーティングレジン株式会社製);インクジェットインク用定着剤として、ポリアミンエピハロヒドリン共重合物(製品名:DK6872、星光PMC株式会社製);有機球状粒子として、アクリルビーズ(製品名:アートパールGR−200透明、平均粒径D50=32.0μm、根上工業株式会社製)、アクリルビーズ(製品名:アートパールGR−300透明、平均粒径D50=22.0μm、根上工業株式会社製)、アクリルビーズ(製品名:アートパールG−400透明、平均粒径D50=15.0μm、根上工業株式会社製)、アクリルビーズ(製品名:アートパールGR−600透明、平均粒径D50=10.0μm、根上工業株式会社製);水溶性金属塩として硫酸マグネシウム(MgSO4);を、表1に示す割合で混合し、希釈水を適宜添加して各実施例及び比較例に用いる塗工液を調製した。
有機球状微粒子の平均粒径D50は、レーザー回折/散乱法(堀場製作所社の粒子径分布測定機「Partica」)で測定した。
なお、表中、両面インク受容層の実施例及び比較例については、各欄の左側と右側に片面ずつの特性及び評価を記載した。
それぞれ、染料プリンター(製品名:EP−306、セイコーエプソン株式会社製、印刷条件:スーパーファイン紙、標準)、顔料プリンター(製品名:PX−5600、セイコーエプソン株式会社製、印刷条件:スーパーファイン紙、きれい)で印字した。
印字濃度
シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックについて各ベタ画像を印字し、23℃、50%RH環境下で24時間静置した後に、各画像部の印字濃度を反射濃度計(GretagMacbeth RD−19I)で測定した。4色の印字濃度合計値が染料インク:4.50以上、顔料インク:4.60以上であれば、実用上問題がない。
ベタムラ
隣接する緑のベタ印字(縦2cm×横3cm)を行い、以下の基準で評価した。ベタムラの評価が3、2であれば、実用上問題がない。
3:ムラがなく均一なベタとなっており、ベタ部の周囲での滲みは見られない。
2:部分的に多少ムラが見られるが、概ね均一なベタとなっており、ベタ部の周囲での滲みは見られない。
1:部分的なムラが見られる、またはベタ部の周囲での滲みが見られる。
各試料を23℃/65%RHの環境下にて8時間静置した後、23℃/50%RH又は30℃/80%RHの環境下で、インクジェットプリンター(製品名:PIXUS MG7130、キヤノン株式会社製、印刷条件:普通紙、きれい)に各試料を20枚セットして搬送させた。これを5回繰り返して合計100枚を搬送させ、以下の基準で評価した。評価が○、△であれば実用上問題がない。
<重送>
○:重送が発生しなかった
△:重送が合計1〜2枚発生した。
×:重送が合計3枚以上発生した。
<空送>
○:空送が発生しなかった
△:空送が合計1〜2枚発生した。
×:空送が合計3枚以上発生した。
インク受容層中のポリビニルアルコール(A)の含有量が10質量部未満の実施例4、14の場合、他の実施例に比べて重送が多くプリンター搬送性が若干劣ったが、実用上問題はない。
なお、平均粒径D50が20.0μmを超える有機球状粒子を使用した実施例1,2,11,12の場合、他の実施例に比べて高温多湿条件下(30℃/80%RH)でのプリンター搬送性がさらに優れていた。
また、平均粒径D50が30.0μmを超える有機球状粒子を使用した実施例5、15の場合、他の実施例に比べて空送が多くプリンター搬送性が若干劣ったが、実用上問題はない。
インク受容層中の有機球状粒子の含有量が1.5質量部未満の実施例6、16の場合、他の実施例に比べ空送が多くプリンター搬送性が若干劣ったが、実用上問題はない。
インク受容層中の有機球状粒子の含有量が5.5質量部を超えた実施例7、17の場合、他の実施例に比べ重送が多くプリンター搬送性が若干劣ったが、実用上問題はない。
インク受容層が、D50が15.0μm未満の有機球状粒子のみを含む比較例2、12の場合、プリンター搬送性が劣った。これは、有機球状粒子が小さいため、有機球状粒子がインク受容層に埋没して表面に出る割合が減少し、摩擦係数の低減効果が小さくなったためと考えられる。
インク受容層が水溶性金属塩を含まない比較例3、13の場合、顔料インク使用時の印刷品質が劣った。
Claims (7)
- 基紙の少なくとも片方の面に、無機顔料、バインダー、カチオン性の化合物からなるインクジェットインク用定着剤、及び有機球状粒子を含有するインク受容層を設けたインクジェット記録媒体であって、
前記インク受容層が更に水溶性金属塩を含有し、
前記バインダーとして、前記インク受容層100質量部に対し、重合度700以下のポリビニルアルコール(A)を5質量部以上15質量部以下、及び重合度1200以上のポリビニルアルコール(B)を20質量部以上40質量部以下含有し、
前記有機球状粒子のレーザー回折/散乱法で測定した体積50%平均粒子径(D50)が15.0μm以上であるインクジェット記録媒体。 - 前記有機球状粒子の前記体積50%平均粒子径(D50)が20.0μmを超え35.0μm以下である請求項1記載のインクジェット記録媒体。
- 前記無機顔料100質量部に対し、前記有機球状粒子を0.5質量部以上7質量部以下含有する請求項1または2記載のインクジェット記録媒体。
- 前記水溶性金属塩の陽イオンがマグネシウムイオン、カルシウムイオン、及びアルミニウムイオンの群から選択される1種であり、陰イオンが硫酸イオン、硝酸イオン、及び塩化物イオンの群から選択される1種である請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記インク受容層100質量部に対し、前記水溶性金属塩を3〜15質量部含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記無機顔料は、前記体積50%平均粒子径(D50)が6〜14μmである合成非晶質シリカを含み、前記無機顔料に対して前記合成非晶質シリカが60質量%以上を占める請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記基紙の両方の面に前記インク受容層を設けた請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェット記録媒体。
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