JP3195330B2 - インクジェット記録用紙の製造方法およびインクジェット記録用紙 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録用紙の製造方法およびインクジェット記録用紙に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、フルカラー
化が容易であり、記録時の騒音が小さい利点があり、利
用されている。このためのインクジェット記録用紙に対
しては、滲みがなくインク吸収性に優れる、紙面の平滑
性及び光沢に優れる、印字濃度が高い、印字耐水性が高
いなどの要求がある。一般的にインクジェット記録用紙
は、基紙に顔料及びバインダーを主成分とする塗工液
を、ブレードコータ、エアナイフコータ、ロールコー
タ、バーコータ、グラビアコータ、ロッドブレードコー
タ、リップコータ、カーテンコータ、ダイコータなどを
用いて塗工することにより得られる。

【０００３】ここに使用する顔料としては、非晶質シリ
カまたは合成シリカ、クレー、炭酸カルシウムなどが用
いられる。比表面積の大きいシリカを使用すれば、イン
クの吸収性が高くなる点で好ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のインク
ジェット記録用紙では、インクの吸収性が必ずしも十分
でなく、滲み防止の点でも満足できるものではない。そ
こで、本発明者らは、顔料として特殊な軽質炭酸カルシ
ウムを用いると、優れたインク吸収性を示し、滲みが殆
どなく鮮明な印字が可能であり、しかも退色抵抗性、用
紙の黄変化にきわめて優れることを知見した。

【０００５】したがって、本発明の主たる課題は、イン
ク吸収性に優れ、滲みが殆どなく鮮明な印字が可能であ
り、退色抵抗性、用紙の黄変化にきわめて優れ、しかも
記録紙表面の平滑性及び光沢性に優れ、さらにシリカを
顔料として用いる場合に比較してコストの低減も図るこ
とができる、インクジェット記録用紙の製造方法および
インクジェット記録用紙を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、次記のとおりである。

【０００７】＜請求項１記載の発明＞ 基紙の少なくとも一方の面に、比表面積が５０〜１３０
ｍ²／ｇである軽質炭酸カルシウムを顔料中に５０重量
％以上、前記顔料１００重量部に対して、バインダーを
５〜５０重量部含有する塗工層を形成するとともに、湿
潤状態の塗工層 を、鏡面加工され加熱された円筒外面を
有するドラムに圧接させるキャストコーティング法によ
り受容層を形成することを特徴とするインクジェット記
録用紙の製造方法。

【０００８】（作用効果） Ａ．一般の軽質炭酸カルシウムの比表面積は０．５ｍ²
／ｇ〜１０ｍ²／ｇである。しかるに、本発明で使用す
る軽質炭酸カルシウムは、その比表面積が５０〜１３０
ｍ²／ｇときわめて高い。その結果、記録紙の塗工層に
はミクロな多数の孔が形成されるために、インクを受理
したとき、インク中の色素を塗工層の表面部におけるミ
クロな多数の孔に残存させ、インク中の水分のみ前記孔
を通り、塗工層を抜けて基紙に浸透する。したがって、
インクの吸収性に優れ、かつ水分の拡散に伴う滲みも防
止される。この効果を十分に発揮させるためには、軽質
炭酸カルシウムが顔料中に５０重量％以上、望ましくは
７０重量％以上、特に９０重量％以上含有させるのが好
ましい。 Ｂ．本発明の軽質炭酸カルシウムは結着性に優れるか
ら、粉落ちのおそれについては、バインダーの使用量が
顔料１００重量部に対して、５〜５０重量部、望ましく
は１０〜３０重量部で足りる。

【０００９】＜請求項３記載の発明＞ 基紙の少なくとも一方の面に、顔料中に比表面積が５０
〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭酸カルシウムを５０重量
％以上、及び合成シリカを５０重量％未満、ならびにア
ルミニウム化合物カチオン剤を含有し、前記顔料１００
重量部に対して、バインダーを５〜５０重量部含有する
受容層が形成されていることを特徴とするインクジェッ
ト記録用紙。

【００１０】（作用効果） この発明においても、上記Ａ及びＢのほか次記の利点が
もたらされる。 Ｃ．本発明においては、アルミニウム化合物カチオン剤
を含有させる。この添加理由は、他のポリマー系カチオ
ン剤と比較し、アルミニウム化合物カチオン剤はインク
の定着性、耐水性の向上に極めて優れるためである。な
お、アルミニウム化合物カチオン剤の含有割合として
は、バインダーに対して０．１〜８重量％が好ましい。 Ｄ．合成シリカ、望ましくは比表面積が１５０ｍ²／ｇ
以上の合成シリカを５０重量％未満含有させることで、
インクの吸収性をより高めることができる。顔料中に、
比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭酸カルシ
ウムを７０〜９５重量％、及び合成シリカを５〜３０重
量％を含有させるのがより好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明においては、顔料として比
表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇ、より好適には７０〜９
０ｍ²／ｇの軽質炭酸カルシウムを用いる。本発明にお
いては、塗工層中に顔料を含有させ、この顔料中に上記
軽質炭酸カルシウムを顔料として５０重量％以上使用す
ることが必要であるが、特に合成シリカを用いない場合
には、インクの吸収性を向上させるために、９０重量％
以上使用することが好ましい。

【００１２】上記軽質炭酸カルシウムの含有量を増加さ
せるにつれて、ドットの濃度が高くなると共にシャープ
ネスも良好になり、真円性も良好となるので、この場合
には優れた記録画像を得ることができるが、７０重量％
以下の含有量とした場合には、ドットの濃度が不充分と
なりオリジナルからの色の再現性に劣る場合が生じる。

【００１３】本発明において、上記軽質炭酸カルシウム
と併用することができる顔料は、合成シリカが好適であ
る。合成シリカ、特に比表面積が１５０ｍ²／ｇ以上の
合成シリカを使用した場合、インク吸収性を良くするこ
とができる。しかし、その他の顔料をも用いることがで
き、通常の紙塗工に使用される顔料を適宜選択して用い
ることができる。

【００１４】この顔料としては、例えばカオリン、クレ
ー、タルク、通常の軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カル
シウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、サチンホ
ワイト等の無機顔料、プラスチックピグメント等の有機
顔料をも挙げることができる。有機顔料を用いる場合に
は、その含有量を顔料中に６重量％以下とすることが好
ましい。かかる顔料を塗工層に含有させることは、公知
の方法により、当該顔料を塗液に混合・分散させること
により容易に行うことができる。

【００１５】本発明においては、顔料に基紙との結着性
を付与し、塗工層を均一に形成するために塗工液にバイ
ンダーを添加する。上記バインダーの例としては、酸化
デンプン、エステル化デンプン等のデンプン類、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、ポリビニルアルコール及びその誘
導休、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、スチレンマ
レイン酸樹脂及びその誘導体、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な
どの共役ジエン系重合体ラテックス、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など
のアクリル系重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共
重合体などのビニル系重合体ラテックス、酢酸ビニル系
エマルジョン又はこれらの二種以上の縮合物等を挙げる
こができる。使用されるバインダーの量は、顔料１００
重量部に対して５〜５０重量部、より好適には２０〜３
０重量部である。また、塗工液には、必要に応じて、顔
料分散剤、保水剤、増粘剤、消泡剤、離型剤、防腐剤、
着色顔料、耐水化剤、湿潤剤、蛍光染料、紫外線吸収剤
等を添加することができる。

【００１６】本発明においては、記録画像の耐水性を向
上させるために、塗工層にカチオン性高分子を含有させ
ることが好ましい。このようなカチオン性高分子電解質
は、使用されるインク中の水溶性直接顔料や酸性染料分
子中の−ＳＯ₄Ｎａ基、−ＳＯ₄Ｈ基、−ＮＨ₄基等と反
応して水に不溶な塩を形成し、インク中の染料が水に溶
解するのを防止して記録画像の耐水性を向上させる。

【００１７】上記のカチオン性高分子電解質としては、
例えは、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムハ
ライド、ポリジアクリルジメチルアンモニウムハライ
ド、ポリジメチルアミノエチルメタアクリレート塩酸
塩、ポリエチレンイミン、ジシアンジアミドホルマリン
縮合物、エピクロルヒドリン変性ポリアルキルアミン、
ポリビニルピリジニウムハライド、ポリエチレンイミン
第４級アンモニウム塩類、ポリアミン等を挙げることが
できる。

【００１８】塗工量としては、乾燥膜厚で０．５〜５０
μｍとすることができる。本発明に使用する基紙は、特
に限定されるものではなく、通常インクジェット記録用
紙に使用される木材パルプを主体とした中性紙等、公知
の紙を適宜選択して使用することができる。

【００１９】また本発明では、受容層の形成にあたりス
ーパーキヤレンダー処理を採ることなく、湿潤状態の塗
工層を、鏡面加工され加熱された円筒外面を有するドラ
ムに圧接させるキャストコーティング法を採用する。

【００２０】他方、顔料として合成シリカを併用する場
合、粘度調整及び高い画像濃度を得るために、塗工液中
にアルミニウム化合物カチオン剤を含有させることが望
ましい。このアルミニウム化合物カチオン剤としては、
有機アルミニウム化合物、アルミニウムの無機塩、アル
ミニウム酸化物、水酸化アルミニウム等、あるいは上記
例示の顔料の表面に上記化合物を電気的もしくはその他
の方法により吸着させたり、表面の水酸基と反応させる
処理をしたものを用いることができる。

【００２１】有機アルミニウム化合物は、従来公知のい
ずれの有機アルミニウム化合物でもよいが、好ましいも
のとしては、アルミニウムアルコレート化合物、アルミ
ニウムキレート化合物、環状アルミニウムオリゴマー等
のアルミニウム化合物であり、塩基性炭酸マグネシウム
の表面に存在する吸着成分や表面官能基との反応性を有
するものである。この有機アルミニウム化合物の好まし
い具体例としては、例えば、アルミニウムエチレート、
アルミニウムイソプロピレート、モノｓｅｃ−ブトキシ
アルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムｓｅｃ
−ブチレート等のアルミニウムアルコレート化合物；エ
チルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレー
ト、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、
アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレ
ート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エ
チルアセトアセテート）アルミニウムトリス（アセチル
アセトネート）等のアルミニウムキレート化合物；環状
アルミニウムオキサイドイソプロピレート、環状アルミ
ニウムオキサイドステアレート等の環状アルミニウムオ
リゴマー等が挙げられる。この他にもアルミニウムのス
テアリン酸塩やラウリン酸塩等を使用してもよい。アル
ミニウム無機塩としては、その塩化物、硫酸化物、硝酸
化物、アンモニウム塩、酢酸塩、炭酸塩、硝酸塩などの
他に、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等の
アルミン酸塩やミョウバン等の被塩等が挙げられ、これ
らは又結晶水を有するものであってもよい。

【００２２】アルミニウム酸化物、工業的には天然鉱物
であるボーキサイトを熱可塑性ソーダ処理して得られる
水酸化アルミニウムあるいは金属アルミニウムペレット
を純水中で火花放電させて得られた水酸化アルミニウム
等を焼成して得られ、その製造方法自体は従来公知のも
のであり、種々の結晶系（α形、γ形、δ形、η形、θ
形）を有するものや種々の粒子径、高密度、比表面積を
有するものが市販されており、本発明ではこれらの全て
のアルミナを含む。

【００２３】

【実施例】（実施例１） 原料パルプとしてフリーネス（Ｃ．Ｓ．Ｆ）３７０ｍｌ
のＬＢＫＰ８５部（以下、「部」とは重量部を意味し、
「％」とは重量％を意味する。）、フリーネス（Ｃ．
Ｓ．Ｆ）４４０ｍｌのＮＢＫＰ１５部を混抄して得た、
米坪８０ｇ／ｍ²の基紙に、次の塗工液をエアーナイフ
コータにより塗工量１０ｇ／ｍ²となるように塗工し、
直ちに湿潤状態の塗工層を鏡面加工され８０℃に加熱さ
れた円筒外面を有するドラムに圧接させて紙表面を光沢
状に仕上げるウエットキャストコーティング法により受
容層を形成した。

【００２４】塗工液としては、顔料として軽質炭酸カル
シウム（ＢＥＴ比表面積８０ｍ ² ／ｇ、商品名：ジェッ
トコート３０）、バインダーとしてポリビニルアルコー
ル（ ｒ−１１３０：クラレ社製、固型分濃度１０％）、
カチオン性染料定着剤（スミレーズレジン１００１：住
友化学工業社製、固型分濃度３０％）、及びアルキルア
セトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（アル
ミキレートＭ：川研ファインケミカル社製、固形分で添
加）を表１の配合で使用した。

【００２５】（他の実施例及び比較例）合成非晶質シリカ（ミズカシルＰ−７８Ａ: 水澤化学社
製）を配合するとともに、軽質炭酸カルシウム、合成非
晶質シリカ、バインダー、及びカチオン剤の配合量を変
更した塗工液を使用した。また 、顔料として比表面積が
５０〜１３０ｍ ² ／ｇでない他の軽質炭酸カルシウム
（ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を使用して各種イン
クジェット記録用紙例を得た。さらに、アルミニウム化
合物カチオン剤としてのアルキルアセトアセテートアル
ミニウムジイソプロピレートを添加しない場合について
も検討した。また、スーパーキヤレンダー処理したもの
についても検討した。

【００２６】＜評価方法＞ 実施例、比較例で得られたインクジェット記録用紙の記
録濃度、インク吸収性、光沢性、にじみは以下に示す方
法で評価した。結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】［記録濃度］キャノンフルカラープリンタ
ＢＪＦ６００を温度２０℃、湿度２０％条件下で使用し
て４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のベ
タ記録（大きさ３．０ｃｍ×３．０ｃｍ）を行ない、印
字後３０分経過後のインク浸透が安定した状態で記録部
分をマクベス濃度計（ＲＤ９１５）にて記録濃度を測定
した。表には４色の測定値の合計を示し、３．３以上を
良とした。 [インク吸収性]イエロー、マゼンタ、シアンの各単色を
印字し、印字直後から５秒毎にプリントした印字面に上
質紙を貼合せ、インクが上質紙に転写するかどうかを観
察する。（○：１０秒未満、△：１０〜３０秒、×：３
０秒以上）インクが乾燥するまでの時問が１０秒未満の
ものはインク吸収性に優れる。 ［印字部の光沢感（照り感）］印字部の光沢感は印字部
に対して２０°の横角度から目視し、以下のように４段
評価した。◎：銀塩方式のカラー写真と同レベルの照り
感がある。○：カラー写真よりは劣るが、高い照り感が
ある。△：塗工紙印刷品並。×：一般ＰＰＣ並。 「にじみ」キャノンフルカラープリンタＢＪＦ６００を
温度２０℃、湿度２０％条件下で使用して３原色（シア
ン、マゼンタ、イエローの各インク）の重ね色でつくる
赤、緑、紫をそれぞれ交互にベタ記録（大きさ３．０ｃ
ｍ×３．０ｃｍ）を連続して記録し、印字後３０分経過
後のインク浸透が安定した状態で隣接するインクジェッ
トインクが互いにもしくは片側ににじみだしを生じた度
合を評価した。評価Ａ−インクのにじみは全く無い。評
価Ｂ−インクのにじみが若干見られる。評価Ｃ−インク
のにじみがはっきりとある。

【００２９】＜考察＞ ・（比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭酸カ
ルシウムの使用と他の一般軽質炭酸カルシウムの使用と
の対比） 比表面積が小さい炭酸カルシウムの使用により、光沢感
は出るものの、インクジェットインクの吸収性、乾燥性
には劣る。また、乾燥不良、インクの定着に問題が生じ
る。

【００３０】 ・（比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭酸カ
ルシウムの使用） 合成非晶質シリカに匹敵する比表面積と、炭酸カルシウ
ムがカチオン性を有していることにより、インク(アニ
オン)の定着性が良好となる。

【００３１】 ・（顔料１００重量部に対して、バインダーを５〜５０
重量部含有させること） バインダーの成膜性により、多すぎると、多孔性表面の
形成を阻害し、少なすぎると顔料の定着が悪くなり、粉
落ちなどの問題が生じる。

【００３２】・（合成シリカを含有させること） インク吸収性、乾燥性に優れ、顔料の不透明性による印
字裏抜け防止効果を発揮する。合成シリカを過度に含有
させると、光沢の発現を阻害する。

【００３３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、インク
吸収性に優れ、滲みが殆どなく鮮明な印字が可能であ
り、退色抵抗性にきわめて優れ、しかも記録紙表面の平
滑性及び光沢性に優れ、さらにシリカを顔料として用い
る場合に比較してコストの低減も図ることができるもの
となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 満昭 愛媛県伊予三島市紙屋町５番１号 大王 製紙株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−20797（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−284978（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−851（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−240243（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−240248（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−254806（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−59694（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41M 5/00 D21H 19/38 D21H 27/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基紙の少なくとも一方の面に、比表面積が
   ５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭酸カルシウムを顔料
   中に５０重量％以上、前記顔料１００重量部に対して、
   バインダーを５〜５０重量部含有する塗工層を形成する
   とともに、湿潤状態の塗工層を、鏡面加工され加熱され
   た円筒外面を有するドラムに圧接させるキャストコーテ
   ィング法により受容層を形成することを特徴とするイン
   クジェット記録用紙の製造方法。
2. 【請求項２】比表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽
   質炭酸カルシウムを顔料中に９０重量％以上含有する請
   求項１記載のインクジェット記録用紙の製造方法。
3. 【請求項３】基紙の少なくとも一方の面に、顔料中に比
   表面積が５０〜１３０ｍ²／ｇである軽質炭酸カルシウ
   ムを５０重量％以上、及び合成シリカを５０重量％未
   満、ならびにアルミニウム化合物カチオン剤を含有し、
   前記顔料１００重量部に対して、バインダーを５〜５０
   重量部含有する受容層が形成されていることを特徴とす
   るインクジェット記録用紙。