JP2005288758A - インクジェット記録用紙 - Google Patents

Abstract

【課題】 水性および顔料インクのインクジェット記録方式において、発色やフェザリングに優れ、且つ顔料インクの耐擦過性に優れた安価な普通紙インクジェット記録用紙の提供。
【解決手段】 この課題は、支持体の片面または両面にインク受容層を設けたインクジェット記録用紙において、インク受容層としてＰＶＡが固形分で片面当たり０．３〜１．５ｇ／ｍ²塗布されており、そしてステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下であることを特徴とする普通紙インクジェット記録用紙によって解決される。

Description

本発明は顔料を塗工しない普通紙タイプのインクジェット記録用紙に関するものであり、さらに詳しくは水性および顔料インクを用いるインクジェット記録方式において、フェザリングや滲みがなく、鮮やかな発色性を有し、且つ顔料インクの耐擦過性に優れた安価なインクジェット記録用紙に関するものである。

インクジェット記録方式に使用される記録材料として、インクジェット記録用紙と称される支持体上に非晶質シリカやアルミナ等の無機顔料や有機顔料と水溶性バインダーからなる多孔質のインク吸収層を設けてなる記録材料が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

上記インクジェット記録用紙は、水性および顔料インクを用いるインクジェット記録方式において、インク滲みがなく優れた発色性を有するが、普通紙と比較して製造コストが高く、普通紙のような風合いに欠けている。また、焼却に際しても大量の灰が発生するなど廃棄物処理の点からも好ましくない。したがって、インクジェットプリンターに適した、低価格で汎用性のある普通紙インクジェット記録用紙が求められている（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、普通紙インクジェット記録用紙はインクが紙層内部に吸収されやすく、発色性が劣るうえ、紙の繊維に沿って滲んだり、インクドットが過大に滲んだりするフェザリングが発生し、鮮明な文字、画像が得られにくいという問題がある。

また、従来、インクジェット記録用インクに使用する色材として、専ら水性染料が用いられてきたが耐候性などが劣る欠点があり、長期保存に適さないという問題があった。そこで、耐候性に優れる顔料インクが用いられているようになってきたが、顔料インクは水性インクと比較して、インク吸収性やインク乾燥性が劣り、顔料インクの擦れ落ち、耐擦過性が問題として指摘されている。インクジェット記録用紙において印字した後の顔料インクの擦れ落ちは最重要課題の１つであり、特に、両面インクジェット記録用紙において耐擦過性のないことは両面紙として大きな欠陥である。

顔料インクのインクジェット記録方式において、インク吸収性の高い、耐擦過性の良好な普通紙インクジェット記録用紙は発色やフェザリングが劣り、画像鮮明度が落ちる。反対に、発色やフェザリングが良好な普通紙インクジェット記録用紙はインク吸収性が低く、耐擦過性が劣る（例えば、特許文献４〜６参照）。

このように、フェザリング、発色性とインク吸収性、耐擦過性は相反する特性であり、従来の技術では、最近のインクジェットプリンターの要求特性に適合するものは無く、フェザリング、発色性が良好で、且つ、インク吸収性、耐擦過性の良好な普通紙インクジェット記録用紙はなかった。

特開２００１−２７０２３１号公報 特開２００２−３０９２２８号公報 特開２００１−２２６８９８号公報 特開平１１−３３４１９９号公報 特開２００２−２５４８０５号公報 特開２００３−２９１５００号公報

本発明の目的は、水性および顔料インクのインクジェット記録方式において、発色やフェザリングに優れ、且つ顔料インクの耐擦過性に優れた安価な普通紙インクジェット記録用紙を提供することである。

本発明の上記課題は鋭意検討の結果、下記の手段により達成されることが判明した。

即ち、本発明は、支持体の少なくとも片面に、インク受容層を設けたインクジェット記録用紙において、インク受容層としてポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡとも言う）が固形分で０．３〜１．５ｇ／ｍ²塗布されており、そして１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下のステキヒトサイズ度（ＪＩＳ Ｐ ８１２２）を有していることを特徴とする普通紙インクジェット記録用紙に関する。

更に本発明は、坪量７０ｇ／ｍ²〜１００ｇ／ｍ²の支持体の両面にインク受容層を設けたインクジェット記録用紙において、インク受容層としてＰＶＡが固形分で片面当たり０．３〜１．５ｇ／ｍ²塗布されており、そしてステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下であることを特徴とする普通紙インクジェット記録用紙にも関する。

本発明の有利な実施態様においては、追加的に表面サイズ剤が固形分で片面当たり０．０３〜０．３ｇ／ｍ²塗布されており、そしてステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下である。

この様な構成をとることによって、水性および顔料インクのインクジェット記録方式において、発色やフェザリングに優れ、且つ顔料インクの耐擦過性に優れた安価な普通紙インクジェット記録用紙を得ることができた。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明では水溶性バインダーとしてＰＶＡを使用する。ＰＶＡは、各種メーカーからケン化度や重合度の異なるタイプのＰＶＡが市販されており、入手できる。

水溶性バインダーには、ＰＶＡ以外にも、一般にカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース、カゼイン、澱粉、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂（ＰＡＭ）等があるが、本発明によればＰＶＡが最も顔料インクの耐擦過性が良好であることが判明した。このことは、ＰＶＡ塗布被膜が最もインク吸着の際の吸水性、膨潤性が高く、その結果、顔料インクが最も固定化されているためと本発明者らは考えている。

ＰＶＡにはケン化度や重合度の相違により、様々な種類のＰＶＡがある。印字濃度やフェザリングを考慮しない場合、ＰＶＡの中で最も擦過性に効果があったのはケン化度が約７０〜８９ｍｏｌ％と低い、いわゆる部分ケン化ＰＶＡであった。部分ケン化ＰＶＡはケン化度が約９８〜９９ｍｏｌ％と高い完全ケン化ＰＶＡやケン化度が約９０〜９６ｍｏｌ％の中間ケン化ＰＶＡに比べ、被膜の吸水性、膨潤性が高く、インク吸収性や顔料インクの耐擦過性が良好であるが、印字濃度やフェザリングは完全ケン化ＰＶＡや中間ケン化ＰＶＡに比べて劣る。この点については、表面サイズ剤をステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下であるように添加することで耐擦過性を維持しながら、印字適性を改良することができる。

本発明において、印字した際の発色、均一性、フェザリングをさらに良くするためにＰＶＡに加えて表面サイズ剤を用いる。表面サイズ剤の種類を規定するものではないが、固形分で片面０．０３ｇ／ｍ²未満ではその効果が得られず、０．３ｇ／ｍ²より多いと顔料インクの耐擦過性に悪影響を及ぼすので、表面サイズ剤の塗布量は固形分で片面０．０３〜０．３ｇ／ｍ²とし、ステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）²秒以上、３０×（坪量／６４）²秒以下であるように添加する。

本発明において、インク受容層を構成する塗布液は支持体の片面に固形分で０．３〜１．５ｇ／ｍ²塗布するのが好ましい。０．３ｇ／ｍ²未満の場合、充分なインク受容層が形成できず、印字した際のフェザリングや滲みや顔料インクの擦過性が悪化する。また片面当たりの塗布量が固形分で１．５ｇ／ｍ²より多いと顔料インクの擦過性には有効であるが印字適性は悪化する。

本発明におけるインクジェット記録用紙の支持体となる原紙には、Ｌ−ＢＫＰ（広葉樹漂白クラフトパルプ）、Ｎ−ＢＫＰ（針葉樹漂白クラフトパルプ）に代表される木材パルプあるいは古紙原料からなるパルプを使用するが、樹木由来のパルプに限定されるものでもなく、樹木由来以外のパルプや繊維を使用してもよい。その叩解度は特に限定されるものではない。紙料中には紙力剤、填料、バンド、内添サイズ剤、歩留まり向上剤、染料、蛍光染料等が適宜用いられる。填料としては炭酸カルシウム、タルク、クレー、合成ゼオライト、珪酸カルシウム、酸化チタン等が用いられる。紙力剤としては、カチオン澱粉、ポリアクリルアマイド等が用いられる。内添サイズ剤としては、填料に炭酸カルシウムを用いる場合にはアルキルケテンダイマー、アルケニル無水琥珀酸、中性ロジン等が用いられ、炭酸カルシウム以外の填料を用いる場合には主に強化ロジン、鹸化ロジン等が用いられる。歩留まり向上剤はコロイダルシリカ、ポリアクリルアマイド、ポリエチレンイミン等が用いられる。染料、蛍光染料は紙の色相を調節するために添加され、直接染料、塩基性染料、酸性染料等が適宜用いられる。

抄紙は、上記のパルプ、填料、薬品などを用いて、丸網、長網抄紙機、トップワイヤーの付いた長網抄紙機等で行われるが、これに限定されるものでもない。

本発明において顔料インクの耐擦過性に優れ、且つ、発色やフェザリングにも優れたインク受容層を形成するために、ステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下であるようにＰＶＡおよび表面サイズ剤を添加した塗布液を上記抄紙工程途中、サイズプレスやゲートロール等に代表される塗布液を塗布する装置にて、あるいは一旦原紙を抄紙した後、インク受容層を各種ブレードコータ、ロールコータ、エアーナイフコータ、バーコータ、ロッドブレードコータ、カーテンコータ等に代表される塗布液を塗布または含浸する装置にて、固形分で片面０．３〜１．５ｇ／ｍ²塗布する。

抄紙された記録用紙はマシンカレンダー、又はスーパーカレンダー処理によって厚みを調節されると同時に、平滑化処理される。

得られた記録用紙の坪量は普通紙インクジェット記録用紙として６４ｇ／ｍ² 〜８０ｇ／ｍ² 、両面普通紙インクジェット記録用紙としては７０ｇ／ｍ² 〜１００ｇ／ｍ² 、厚みは１００μｍ〜１３０μｍが好ましい。７０ｇ／ｍ² 以下の坪量では両面印字した際のインクの裏抜けが明らかであり、１００ｇ／ｍ² 以上では厚手となり普通紙としての風合いに欠ける。

本発明において、得られた記録用紙のステキヒトサイズ度は、水によるステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下であることを規定している。水によるステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以下の場合、フェザリングが発生しやすく、インク発色性も劣る。３０×（坪量／６４）² 秒以上の場合も滲みが発生し、且つ、顔料インクの擦過性も劣る。したがって、坪量が１００ｇ／ｍ² の場合、水によるステキヒトサイズ度は３６．６秒以上、７３．２秒以下が目安となる。

実施例：
以下、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明の内容は実施例に限られるものではない。なお、部および％は重量部、重量％を示す。

坪量８０ｇ／ｍ² 、ステキヒトサイズ度１０秒の支持体となる原紙に、塗布液中４％の濃度のＰＶＡ２０５（（株）クラレ社製、ケン化度８７．０〜８９．０ｍｏｌ％、重合度５００）、表面サイズ剤として塗布液中０．５％の濃度のＣＰ−５（ハリマ化成（株）製、合成高分子エマルション）を含有する塗布液をサイズプレステスト機で両面１．５ｇ／ｍ² （固形分重量、片面あたりの固形分重量０．７５ｇ／ｍ²、以下同様に。）になるように塗布してインク受容層を設け、循環乾燥機中にて１１０℃、１分間乾燥させて、実施例１の両面普通紙インクジェット記録用紙を得た。

＜顔料インクの擦過性＞ 市販のインクジェットプリンター（ＣＡＮＯＮ社製 ＢＪＳ７００、ブラックのみ顔料インク）にて黒ベタ印字を行ない、１時間風乾させた後、学振式摩擦堅牢度試験機（テスター産業（株）製）にセットし、ＰＰＣ用紙(Plain Paper Electrophotographic Paper:普通紙電子写真用紙)を黒ベタ印字に荷重をかけずに１往復させて、顔料インクのＰＰＣ用紙への擦れ落ち程度を目視で観察、下記の基準で評価し、結果を表２に示した。
◎：全くあるいはほとんど擦れ落ちがない、
○：若干擦れ落ちがある（実用レベル）、
△：擦れ落ちがある（実用下限あるいは下限を割るレベル）、
×：擦れ落ちがかなりある（実用に適さない）。

＜発色性＞ 上記プリンターでフルカラー印字後、２４時間経過後のブラック、シアン、マゼンダ、イエローのベタ部の印字濃度をカラー反射濃度計（大日本スクリーン製造（株）製；型式ＤＭ−４００）にて測定し、結果を表２に示した。

＜フェザリング＞ 上記プリンターで印字後、フェザリングの程度を目視で観察、下記の基準で評価し、結果を表２に示した。
◎：全くあるいはほとんどフェザリングしていない、
○：若干フェザリングしている（実用レベル）、
△：フェザリングしている（実用下限あるいは下限を割るレベル）、
×：フェザリングの程度が悪い（実用に適さない）。

実施例１において、インク受容層として、サイズプレステスト機で両面０．７５ｇ／ｍ² （固形分重量）になるように塗布してインク受容層を設けた以外は実施例１と同様にして実施例２の両面普通紙インクジェット記録用紙を得た。

実施例１において、インク受容層として、サイズプレステスト機で両面３．０ｇ／ｍ² （固形分重量）になるような塗布量で塗布してインク受容層を設けた以外は実施例１と同様にして実施例３の両面普通紙インクジェット記録用紙を得た。

実施例１において、表面サイズ剤として塗布液中０．３％の濃度のＣＰ−５（ハリマ化成（株）製、合成高分子エマルション）を含む塗布液をサイズプレステスト機で両面１．５ｇ／ｍ² （固形分重量）になるような塗布量で塗布してインク受容層を設けた以外は実施例１と同様にして実施例４の両面普通紙インクジェット記録用紙を得た。

実施例１において、表面サイズ剤として塗布液中０．７％の濃度のＣＰ−５（ハリマ化成（株）製、合成高分子エマルション）を含む塗布液をサイズプレステスト機で両面１．５ｇ／ｍ² （固形分重量）になるような塗布量で塗布してインク受容層を設けた以外は実施例１と同様にして実施例５の両面普通紙インクジェット記録用紙を得た。

比較例１：
塗布量を両面０．５ｇ／ｍ²（固形分重量）とした以外は実施例１に準ずる。

比較例２：
塗布量を両面４．０ｇ／ｍ²（固形分重量）とした以外は実施例１に準ずる。

比較例３：
表面サイズ剤ＣＰ−５（ハリマ化成（株）製、合成高分子エマルション）の添加量を塗布液中０．１％濃度とした以外は実施例１に準ずる。

比較例４：
表面サイズ剤ＣＰ−５（ハリマ化成（株）製、合成高分子エマルション）の添加量を塗布液中２．０％濃度とした以外は実施例１に準ずる。

比較例５：
バインダーとしてＰＶＡ２０５の代わりにＳＫ−２０（酸化澱粉、日本コーンスターチ（株）製）を塗布液中４％濃度の添加量とした以外は実施例１に準ずる。

比較例６：
バインダーとしてＰＶＡ２０５の代わりにハリコート１０５７（ＰＡＭ、ハリマ化成（株）製）を塗布液中４％濃度の添加量とした以外は実施例１に準ずる。

比較例７：
バインダーとしてＰＶＡ２０５の代わりにポリマセットＨＰ−７１０（アクリル系樹脂、荒川化学工業（株）製）を塗布液中４％濃度の添加量とした以外は実施例１に準ずる。

比較例８：
バインダーとしてＰＶＡ２０５の代わりにフィクスターＨＧ−１（澱粉、ＰＡＭ併用品、星光ＰＭＣ（株）製）を塗布液中４％濃度の添加量とした以外は実施例１に準ずる。

比較例９：
バインダーとしてＰＶＡ２０５の代わりにパスコールＪＫ７００（アクリル系エマルション、明成化学工業（株）製）を塗布液中４％濃度の添加量とした以外は実施例１に準ずる。

実施例１〜５、比較例１〜９の普通紙インクジェット記録用紙の製造条件を総括して表１にそして評価結果を表２に示す。

注：表中のステキヒトサイズ度は実測値。ステキヒトサイズ度の換算値（規定値
）は１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下であり、
２３．４秒以上、４６．９秒以下。

上記表１および２から判る通り、ＰＶＡ塗布量が本発明の範囲からはずれる片面塗布で０．２５ｇ／ｍ²の比較例１の場合および２．００ｇ／ｍ²の比較例２の場合には、フェザリングが悪くそしてステキヒサイズ度が本発明の範囲からはずれる比較例２〜４の場合にはフェザリングが悪いか擦過性が悪い。インク受容層のバインダーとしてＰＶＡ以外の酸化澱粉、ＰＡＭ、アクリル系樹脂、澱粉またはアクイル系エマルジョンを実施例１のＰＶＡと等量使用した比較例５〜９の場合には、ステキヒトサイズ度が本発明の範囲に入っていても擦過性が実用に耐えないことが判る。
これに対して実施例１〜３および５では優れたフェザリングおよび擦過性が達成され、ステキヒサイズ度が本発明の下限値に近い実施例４では擦過性は非常に良好であり、フェザリングも実用レベルにある。また、表２から発色性に関しては実施例１〜５のものは、比較例のものに比較して同等またはそれ以上に優れていることが判る。

Claims (3)

1. 支持体の少なくとも片面に、インク受容層を設けたインクジェット記録用紙において、インク受容層としてポリビニルアルコールが固形分で０．３〜１．５ｇ／ｍ²塗布されており、そして１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下のステキヒトサイズ度（ＪＩＳ Ｐ ８１２２）を有していることを特徴とする普通紙インクジェット記録用紙。
2. 坪量７０ｇ／ｍ²〜１００ｇ／ｍ²の支持体の両面にインク受容層を設けたインクジェット記録用紙において、インク受容層としてＰＶＡが固形分で片面当たり０．３〜１．５ｇ／ｍ²塗布されており、そしてステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下であることを特徴とする普通紙インクジェット記録用紙。
3. 表面サイズ剤が固形分で片面当たり０．０３〜０．３ｇ／ｍ²塗布されており、そしてステキヒトサイズ度が１５×（坪量／６４）² 秒以上、３０×（坪量／６４）² 秒以下であることを特徴とする請求項１または２の普通紙インクジェット記録用紙。