JP4342097B2 - Inkjet recording paper manufacturing method - Google Patents

Description

【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に関するするものであり、更に詳しくはオフマシンコーターで製造されるコートタイプのインクジェット記録用紙をオンマシンコーターで製造する方法であり、インクジェットプリンターで印字した場合、画像の濃度が高く、色調が鮮明で、かつインクの吸収能力が優れ、同時にオフセット印刷も可能なインクジェット記録用紙の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式はインクの微小液滴を、さまざまな吐出方式により飛翔させて紙などの記録媒体に付着させ、画像、文字などの記録を行うものである。高速、低騒音、多色化が容易であり、カラー画像等の記録装置として急速に普及している。
【０００３】
このインクジェット記録方式で用いられる記録用紙としては、インクドットの濃度が高く、色調が明るく鮮やかであること、多色のインクドットが重なった場合においても、インクが流れ出したり滲んだりしないための速いインク吸収が求められている。更に最近では印字速度がいっそう速くなり、多数枚を連続印字した時に、短時間で印字部と次の記録紙の裏面（白紙面）が重なって、印字部の色が移ってしまう裏移りと呼ばれる現象が発生する場合が在るために、更なる速いインク吸収が求められている。またインクジェットプリンターで印字される以前にオフセット印刷で所定の文字や画像が印刷される場合もある。
【０００４】
これらの要求を満足させるために、従来からいくつかの提案が成されてきた。特開昭５５−５８３０号公報には、支持体表面にインク吸収性の塗膜を設けたインクジェット記録用紙が開示され、特開昭５５−１１８２９号公報ではインク吸収速度の異なる２層構造を持つ塗工紙が開示されている。更に、特公平６−５５５４２号公報、第２６１８３５９号特許掲載公報、第２６１８３５８号特許掲載公報では、各種溶媒の混合による水溶液が、任意時間で記録用紙へ浸透する量を規定して、品質向上を図っている。特公平６−５５５４２号公報では重合度４００のポリエチレングリコールと水の割合が１：１の水溶液の浸透量を規定している。第２６１８３５９号特許掲載公報、第２６１８３５８号特許掲載公報はジエチレングリコール３０重量％水溶液の任意接触時間での浸透量を規定している。
【０００５】
一方、高品質のコート紙タイプに分類されるインクジェット記録用紙を製造する方法としては、従来もっぱら支持体を製造する工程と塗料を塗工する工程が独立した方式であるオフマシンコーターを使用する方法が主流であった。この理由の一つは、インクジェット用塗料が顔料として合成シリカ、またバインダーとしては水溶性高分子を主体とするものであり、塗料の固形分濃度（以下、単に、固形分ともいう。）を上げることが難しい点にある。これらの塗料の固形分は最高でも３０重量％程度であり、通常は１５〜２５重量％である。
【０００６】
一方、満足すべき印字品質を得るためには該塗料を最低でも５ｇ／ｍ^２以上、好ましくは１０ｇ／ｍ^２前後支持体に塗工する必要がある。固形分の低い塗料で所定の塗工量を付与するには、オンマシンコーターで一般的なトランスファーロールコーター、サイズプレス、ブレードコーター等では難しい。別の理由はオンマシンコーターでは支持体の製造工程と塗工工程が連続して行われるために、抄紙後の乾燥工程を経て加温された支持体が冷え切らない状態で塗工工程に至ることになる。すなわち、オフマシンコーターでは冷えた状態の支持体に塗料を付与できるが、オンマシンコーターでは加温された状態の支持体に塗料が付与される。
【０００７】
また、塗料の浸透を制御するために通常サイズ剤が支持体の製造工程で添加されるが、オンマシンコーターではサイズ度が十分に発現されない状態で塗料が付与される場合も多い。こららの状況では塗料は急激に支持体に浸透し、支持体上に十分な厚みを持ったインク受容層の形成がオフマシンコーター方式に比べ難しい。オンマシンコーターにおけるこれらの状況は高品質のインクジェット記録用紙を作成するには極めて不利な条件となる。
【０００８】
一方オンマシンコーターの利点は支持体製造工程と塗工工程が連続しているために、工程数、運転人員、エネルギー効率面でオフマシンコーターより優れている。生産効率、エネルギー効率面で優れたオンマシンコーターでオフマシンコーターを凌ぐ高品質のインクジェット記録用紙が製造できれば産業上も非常に好ましいことである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明者等はオンマシンコーターでの高品質のインクジェット記録用紙の製造方法について検討したところ、上記問題点に加え以下の問題点が見出された。すなわち、オフマシンコーターで所定の品質が得られることを確認した同一塗料を、同一条件で製造された支持体上に同一塗工方式であるオンマシンコーターに同一塗工量塗工した場合、インクジェットプリンターで印字した際に滲みに代表される印字品質の低下とともに、インクの裏抜け及び表面強度の著しい低下が認められ、特に表面強度の低下についてはオフセット印刷に耐えないものであった。印字品質の低下を補うために、塗工量を増やしたところ印字品質は若干改善したが、表面強度はさらに低下した。
【００１０】
本発明の課題はこれらの問題点を解決し、オフマシンコーターで製造されたインクジェット記録用紙を凌ぐ高印字品質で、高速インクジェットプリンターで印字してもインクの裏移りが無くかつオフセット印刷可能なインクジェット記録用紙をオンマシンコーターで製造する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意検討した結果、上記問題点を解決するためには、塗料処方自体をオンマシンコーターに合わせ設計しなおす必要があることを見出した。すなわち本発明は以下により構成される。
（１）本発明に係るインクジェット記録用紙の製造方法は、シリカ（カチオン化処理されたシリカを除く。）を主体とした顔料と水溶性高分子及び水性樹脂を含有するバインダーを含み、該バインダー含有量は前記顔料１００重量部に対し４０〜７０重量部であり、かつ、固形分濃度が１５〜２５重量％の塗料を支持体上にオンマシンで、エアナイフコーターによって５〜１８ｇ／ｍ ^２ の塗工量で塗工し、前記塗料を支持体に付与後エアナイフで計量するまでの時間が２秒以下とし、得られたインクジェット記録用紙のインク受理面からの水の吸収量が５秒間で４０ｇ／ｍ^２以上であり、かつ、エタノール：水の重量比が２５：７５の水溶液（以下、単に、エタノール水溶液ともいう。）の吸収量が５秒間で５０ｇ／ｍ^２以上であることを特徴とする。
【００１２】
（２） 上記（１）記載のインクジェット記録用紙の製造方法は前記水溶性高分子／前記水性樹脂＝５０／５０〜２０／８０重量％としたものである。
【００１３】
（３） 上記（１）または（２）記載のインクジェット記録用紙の製造方法は、前記水溶性高分子がポリビニルアルコールであり、前記水性樹脂がエチレン酢酸ビニル共重合体としたものである。
【００１６】
以下、本発明を詳細に示す。
本発明において塗料中に使用する顔料は合成シリカを主体とする。合成シリカとしては平均粒子径１〜２０μｍの多孔質シリカが用いられる。必要に応じて軽質炭カル、重質炭カル、カオリン、タルク、ニ酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪藻土、コロイダルシリカ、アルミナ、炭酸マグネシウム、水酸カルシウム等の無機顔料、プラスチックピグメント、尿素樹脂等の有機顔料を添加しても良い。
【００１７】
本発明で使用するバインダーは水溶性高分子と水性樹脂を併用することが必要であり、水溶性高分子は塗料の保水性と、インクジェットプリンターで印字した場合の濃度、滲み、裏抜け性を改善し、水性樹脂は塗料の固形分上昇、塗工層強度、特に表面強度を改善するために使用する。バインダー使用量は顔料１００重量部に対し、３０〜８０重量部の範囲であることが必要であり、さらに好ましくは４０〜７０重量部である。３０重量部未満ではオフセット印刷に耐える表面強度が得られず、８０重量部を超えると印字した場合滲みが発生する。
【００１８】
水溶性高分子と水性樹脂の比率は５０／６０〜２０／８０重量％であることが必要である。水溶性高分子の比率が５０重量％を超えると、塗料の固形分が低下し所定の塗工量を付与することが難しくなり、２０重量％未満では印字濃度が低下し、滲みが悪化するとともに裏抜けがしやすくなる。最適な比率は後記する、水吸収量とエタノール水溶液吸収量を測定し、バインダー量との兼ね合いで決定できる。
【００１９】
水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール、シリル変性ポリビニルアルコール、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、各種デンプン誘導体、ゼラチン、カゼイン、アクリルアミド、大豆タンパク、ポリビニールピロリドン等が挙げられ、単独または複数で使用できる。もっとも好ましいのはポリビニールアルコールである。
【００２０】
水性樹脂としてはエチレン酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリル系重合体、ウレタン系樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂が挙げられ、単独または複数で使用できる。この中で特に好ましいのはエチレン酢酸ビニル共重合体であり、水溶性高分子であるポリビニルアルコールとの組み合わせることで、強度とインクジェット印字特性を両立したインクジェット記録用紙が得られる。
さらに、その他の添加剤として、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、離型剤、着色顔料、蛍光増白剤、耐水化剤、湿潤剤等を適宜配合できる。
【００２１】
本発明で支持体とする原紙の原材料は、主にＬ−ＢＫＰ，Ｎ−ＢＫＰに代表される木材パルプ、古紙パルプ、草本植物パルプ等の天然繊維を使用する。その叩解度は紙力強度との兼ね合いではあるが、インクの吸収容量を上げるために、可能な限り粗いものが好ましい。紙料中には紙力剤、填料、バンド、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。
【００２２】
紙力剤としてはカチオン澱粉、ポリアクリルアマイドが用いられる。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、チタン等が用いられる。
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では主に強化ロジン、鹸化ロジンが用いられる。
サイズ剤の添加量は水の吸収を阻害しない程度とするが、殆ど無添加である。
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、酸性染料等が用いられる。
【００２３】
原紙抄造は丸網、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。インク受理層の塗工に先立ち、サイズプレス、ゲートロール等に代表される装置で澱粉、ポリビニルアルコール、表面サイズ剤等の塗布液を塗布することは、オンマシン塗工時の塗料の過度の浸透を制御するために有効な方法である。
【００２４】
インクジェット用塗料をオンマシンで塗工する際の装置としては、各種の塗工装置があるが、低濃度の塗料を５００ｍ／分以下といった比較的低い塗工速度でも多量付与できるロッドコーター、エアナイフコーターが好ましい。特に好ましい装置はエアナイフコーターである。エアナイフコーターを使用する場合、塗料を原紙に付与後エアナイフで計量するまでの時間（以後ドゥエルタイムと呼ぶ）が重要であり、前記塗料を使用した場合２秒以下にすることでインク受理層の強度と印字品質が共に優れたインクジェット記録紙を得ることができる。
【００２５】
オンマシン塗工ではドゥエルタイムがオフマシン塗工における場合に比べ重要であり、２秒を超えると、塗料中のバインダー成分への原紙への浸透が進み必要な塗工層強度が得られづらくなる。一方塗工層強度をあげるためにバインダーを増量すると、インクの吸収速度、滲みが悪化し印字品質が低下する。
【００２６】
インク受理層の塗工量は５ｇ／ｍ^２〜１８ｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。さらに好ましくは８〜１５ｇ／ｍ^２である。５ｇ／ｍ^２未満ではインクジェットプリンターで印字した場合滲みが発生し、鮮明さ、均一性等の印字品位が不満足であり、滲みが発生しやすい。一方１８ｇ／ｍ^２を超えると、均一性は良好であるが、インク乾燥性、インク濃度、強度が低下し好ましくない。
塗工された記録用紙は、乾燥工程を経てキャレンダー、スーパーキャレンダー、ラスタープレス等を用いて表面を平滑にすることで、インク受理層からの顔料の脱落を防止することができる。
【００２７】
本発明ではインクジェット記録用紙のインク受理面からの水の吸収量が５秒間で４０ｇ／ｍ^２以上であり、かつ、エタノール水溶液吸収量が５秒間で５０ｇ／ｍ^２以上に調整することが好ましい。水の５秒間での吸収量が４０ｇ／ｍ^２未満の場合には、インクの吸収が遅く、印字後の紙が積み重なった場合次の紙の裏面にインクが点いてしまう裏移りと呼ばれる汚れが発生する。エタノール水溶液の吸収量が５０ｇ／ｍ^２未満ではインクの吸収が遅く、各色インクの境界が滲む現象が発生し好ましくない。
【００２８】
ここでインクジェット記録用紙のインク受理面からの液体吸収量は水またはエタノール水溶液（エタノール：水の重量比が２５：７５の溶液）を用いて20℃で５秒間一定面積のインク受理面に接触させ、余分な液を吸い取り紙で取り除いて、インク受理面から吸収された水の重量を測定し、１ｍ^２当りのｇ数として算出した値を意味する。液体吸収量は原紙の吸収性とインク受理層の吸収性の両者によって影響を受ける。
【００２９】
【実施例】
以下に実施例を上げて詳細に説明するが、実施例における部及び％は重量部及び重量％を表し、それぞれの添加量は重量固形分換算量である。これらの実施例によってなんら制限されるものではない。
実施例１
カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）５００ｃｃに叩解したＬ−ＢＫＰに対して、填料としてタルクを１０％、市販のロジンサイズ剤（コロパールＥ−５Ｈ 星光化学製）を０．０２％、硫酸バンド０．５％を添加してスラリー調整した後、長網抄紙機を用いて米坪１８０ｇ／ｍ^２の原紙を抄造し、次いでサイズプレスにより酸化デンプンの糊液を固形分換算２．５ｇ／ｍ^２（両面）になるように付与後、オンマシンエアナイフコーターで下記の塗料を片面１０ｇ／ｍ^２塗工し、乾燥工程、キャレンダーによる仕上工程を経て米坪１９０ｇ／ｍ^２のインクジェット記録用紙を得た。エアナイフコーター塗工時のドゥエルタイムは０．８秒であった。
＜塗料液組成＞
合成シリカ ；ファインシール（トクヤマ社製） １００部
ポリビニルアルコール；ＰＶＡ１１７（クラレ社製） ２０部
エチレン酢酸ビニルポリマー；
スミカフレックス４４４ＨＱ（住友化学製） ３０部
カチオン性染料固着剤；４級アンモニウム塩型ポリマー １０部
固形分濃度 ２０重量％
【００３０】
実施例２
実施例１において塗料液組成中のポリビニルアルコールを２０部、エチレン酢酸ビニルポリマー４０部とした以外は実施例１同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３１】
実施例３
実施例１において塗料液組成中のポリビニルアルコールを１５部、エチレン酢酸ビニルポリマー４５部とした以外は実施例１同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３２】
比較例１
実施例１において塗料液組成中のポリビニルアルコールを２０部、エチレン酢酸ビニルポリマー１５部とした以外は実施例１同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３３】
比較例２
実施例１において塗料液組成中のポリビニルアルコールを３０部、エチレン酢酸ビニルポリマー４５部とした以外は実施例１同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３４】
比較例３
実施例１において市販のロジンサイズ剤（コロパールＥ−５Ｈ 星光化学製）を０．１％添加した以外は実施例１同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３５】
比較例４
実施例１においてエアナイフコーター塗工時のドゥエルタイムを２．２秒とした以外は実施例１同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３６】
比較例５
比較例１において原紙抄造後、オンマシンで塗工することなくリールに巻き取り、その後該原紙の片面にオフマシンエアナイフコーターを用い、同一塗料を塗工した以外は比較例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３７】
評価方法
(１) 印刷強度RI印刷機（明製作所製）を使用し、市販のオフセットインキを用いインク受理面に印刷しピッキング（剥け）状態を観察した。ピッキングが発生しない場合を○、発生した場合を×として評価した。
【００３８】
(２) インクジェットプリンター印字評価
▲１▼印字評価１
標準印字速度のプリンターとして、キャノン（株）製 インクジェットプリンターＢＪＣ４３０でフォトインクを用いて印字した。インク滲みはシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の境界滲みで評価した。境界滲みが発生しない場合が○、発生する場合に×で評価した。裏抜けは目視で観察しインクジェット面と反対面にインクが出て来る場合を×、出ない場合を○として評価した。
▲２▼印字評価２
高印字速度のプリンターとして、キャノン（株）製 インクジェットプリンター（カードプリンター）Ｐ４００−Ｃを用いて印字した。インク滲み、裏抜けについては印字評価１に記載した方法と同様にして評価した。裏移りは、１０枚連続印字し、インクジェット用紙の裏面にインクが１枚でも転移した場合を×、全量移らない場合を○として評価した。
以上の結果を表１に示した。
【００３９】
【表１】

【００４０】
比較例１と比較例５は同一インクジェット用塗料をオンマシンコーターとオフマシンコーターで塗工した場合の比較を示すが、オンマシンコーターでは印刷強度が低下することが認められる。同一オンマシンコーターで塗工した場合、本発明に属する実施例１〜３は比較例１〜４と比べ、印刷強度と印字品質のバランスが優れていることが明らかである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば従来もっぱらオフマシンコーターで製造されていた高品質のコート紙タイプのインクジェット記録用紙が生産効率、エネルギー効率で優れるオンマシンコーターでも製造することが可能になる。またインクジェットプリンターの高速化に対応し、高速で印字しても裏移りがなくオフセット印刷可能な汎用性のあるインクジェット記録用紙を提供することが可能になる。
【００４２】
また本発明ではバインダー使用量を顔料１００重量部に対し、４０〜７０重量部の範囲とすることにより、３０重量部未満ではオフセット印刷に耐える表面強度が得られず、８０重量部を超えると印字した場合滲みが発生するのが解消される。
【００４３】
さらに、本発明では水溶性高分子と水性樹脂の比率を５０／６０〜２０／８０重量％とすることにより、水溶性高分子の比率が５０重量％を超えると、塗料の固形分が低下し所定の塗工量を付与することが難しくなり、２０重量％未満では印字濃度が低下し、滲みが悪化するとともに裏抜けがしやすくなるのを解消することができる。
【００４４】
また本発明は、水性樹脂としてエチレン酢酸ビニル共重合体と、水溶性高分子としてポリビニルアルコールとの組み合わせることで、強度とインクジェット印字特性を両立したインクジェット記録用紙が得られる。
【００４５】
さらにまた本発明は、オンマシン塗工においてエアナイフコーターを使用する場合、塗料を原紙に付与後エアナイフで計量するまでの時間（以後ドゥエルタイムと呼ぶ）を２秒以下にすることによりインク受理層の強度と印字品質が共に優れたインクジェット記録紙を得ることができる。
【００４６】
そして本発明ではインクジェット記録用紙のインク受理面からの水の吸収量が５秒間で４０ｇ／ｍ^２以上であり、かつ、エタノール水溶液吸収量が５秒間で５０ｇ／ｍ^２以上に調整することにより、インクの吸収が早く、印字後の紙が積み重なった場合でも次の紙の裏面にインクが点いてしまう裏移りと呼ばれる汚れ発生が解消される。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing an ink jet recording paper, and more particularly, a method for producing a coat type ink jet recording paper produced by an off-machine coater using an on-machine coater. The present invention relates to a method for producing an ink jet recording paper that has a high density of ink, a clear color tone, excellent ink absorption capability, and capable of offset printing at the same time.
[0002]
[Prior art]
The ink jet recording method is a method in which fine droplets of ink are ejected by various ejection methods and attached to a recording medium such as paper to record images, characters, and the like. High speed, low noise, and easy multi-coloring, are rapidly spreading as recording devices for color images.
[0003]
The recording paper used in this ink jet recording method is a high-speed ink that has a high ink dot density, a bright and vivid color tone, and does not run out or bleed even when multi-color ink dots overlap. Absorption is sought. More recently, the printing speed has become even faster, and when a large number of sheets are printed continuously, the print section and the back side (blank page) of the next recording paper overlap in a short period of time, and this is called back-off. Since the phenomenon may occur, further faster ink absorption is required. In addition, predetermined characters and images may be printed by offset printing before printing by an ink jet printer.
[0004]
In order to satisfy these requirements, several proposals have been made in the past. Japanese Patent Laid-Open No. 55-5830 discloses an ink jet recording paper provided with an ink-absorbing coating film on the surface of a support, and Japanese Patent Laid-Open No. 55-11829 has a two-layer structure with different ink absorption speeds. Coated paper is disclosed. Furthermore, in Japanese Patent Publication Nos. 6-55542, 2618359 and 2618358, the amount of the aqueous solution mixed with various solvents permeates the recording paper in an arbitrary time is specified to improve the quality. I am trying. Japanese Examined Patent Publication No. 6-55542 stipulates the amount of penetration of an aqueous solution having a polymerization degree of polyethylene glycol of 400 and water of 1: 1. Japanese Patent Nos. 2618359 and 2618358 disclose the penetration amount of a 30% by weight aqueous solution of diethylene glycol at an arbitrary contact time.
[0005]
On the other hand, as a method of manufacturing inkjet recording paper classified as a high-quality coated paper type, a method of using an off-machine coater in which the process of manufacturing a support and the process of applying a paint are independent in the past. Was the mainstream. One reason for this is that the inkjet paint is mainly composed of synthetic silica as a pigment and a water-soluble polymer as a binder, and the solid content concentration of the paint (hereinafter also simply referred to as solid content) is increased . It is difficult. The solid content of these paints is at most about 30% by weight, and usually 15 to 25% by weight.
[0006]
On the other hand, in order to obtain satisfactory print quality, it is necessary to apply the paint to a support of at least 5 g / m ² or more, preferably around 10 g / m ² . It is difficult to apply a predetermined coating amount with a paint having a low solid content by using an on-machine coater, a transfer roll coater, a size press, a blade coater, or the like. Another reason is that in the on-machine coater, the support manufacturing process and the coating process are performed continuously, so that the heating process after the paper-making process reaches the coating process without being cooled down. It will be. In other words, the off-machine coater can apply the paint to the cooled support, but the on-machine coater applies the paint to the heated support.
[0007]
In order to control the penetration of the coating material, a sizing agent is usually added in the production process of the support, but the coating material is often applied in a state in which the sizing degree is not sufficiently expressed by the on-machine coater. Under these circumstances, the paint rapidly penetrates the support, and it is difficult to form an ink receiving layer having a sufficient thickness on the support as compared to the off-machine coater method. These situations in the on-machine coater are extremely disadvantageous conditions for producing high-quality inkjet recording paper.
[0008]
On the other hand, the advantage of the on-machine coater is that it is superior to the off-machine coater in terms of the number of processes, operating personnel, and energy efficiency because the support manufacturing process and the coating process are continuous. If an on-machine coater that is superior in terms of production efficiency and energy efficiency can produce high-quality inkjet recording paper that surpasses the off-machine coater, it is very preferable from an industrial viewpoint.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above situation, the present inventors examined a method for producing high-quality inkjet recording paper using an on-machine coater, and found the following problems in addition to the above problems. That is, when the same coating amount that has been confirmed to obtain a predetermined quality with an off-machine coater is applied to an on-machine coater of the same coating method on a support manufactured under the same conditions, When printing with a printer, along with a decrease in print quality represented by bleeding, ink see-through and a significant decrease in surface strength were observed, and the decrease in surface strength was particularly unbearable for offset printing. When the coating amount was increased in order to compensate for the decrease in print quality, the print quality improved slightly, but the surface strength further decreased.
[0010]
An object of the present invention is to solve these problems, and with an ink jet recording capable of offset printing with high print quality that surpasses ink jet recording paper manufactured by an off-machine coater, and with no high-speed ink printing even when printing with a high-speed ink jet printer. An object of the present invention is to provide a method for producing a recording sheet by an on-machine coater.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have found that it is necessary to redesign the paint formulation itself in accordance with the on-machine coater in order to solve the above problems. That is, this invention is comprised by the following.
(1) A method for producing an inkjet recording paper according to the present invention includes a pigment mainly composed of silica (excluding cationized silica), a binder containing a water-soluble polymer and an aqueous resin, amounts Ri 40-70 parts by der respect to the pigment 100 parts by weight, and a solid concentration of 15 to 25 wt% coating by an on-machine on a support, the 5~18g / ^{m 2} by an air knife coater The time from application of the coating amount to the support after the coating is applied to the support and measurement with an air knife is 2 seconds or less, and the amount of water absorbed from the ink receiving surface of the resulting ink jet recording paper is 40 g for 5 seconds. and a / ^{m 2} or more, and ethanol: aqueous weight ratio of water 25:75 (hereinafter, also simply referred to as aqueous ethanol.) the absorption amount of is at 5 sec 50 g / ^{m 2} or more And butterflies.
[0012]
(2) above (1) method for producing an ink jet recording sheet according is obtained by said water-soluble polymer / the aqueous resin = 50/50 to 20/80 wt%.
[0013]
(3) In the method for producing an inkjet recording paper according to the above (1) or (2), the water-soluble polymer is polyvinyl alcohol and the water-based resin is an ethylene vinyl acetate copolymer.
[0016]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, the pigment used in the paint is mainly composed of synthetic silica. As the synthetic silica, porous silica having an average particle diameter of 1 to 20 μm is used. Light coal, heavy coal cal, kaolin, talc, titanium dioxide, calcium sulfate, barium sulfate, diatomaceous earth, colloidal silica, alumina, magnesium carbonate, calcium hydroxide and other inorganic pigments, plastic pigment, urea resin Organic pigments such as these may be added.
[0017]
The binder used in the present invention needs to use a water-soluble polymer and an aqueous resin in combination, and the water-soluble polymer improves the water retention of the paint and the density, bleeding, and show-through property when printed with an ink jet printer. The water-based resin is used to improve the solid content of the paint and improve the coating layer strength, particularly the surface strength. The amount of the binder used needs to be in the range of 30 to 80 parts by weight, more preferably 40 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment. If it is less than 30 parts by weight, surface strength that can withstand offset printing cannot be obtained, and if it exceeds 80 parts by weight, bleeding occurs when printing is performed.
[0018]
The ratio of the water-soluble polymer to the aqueous resin needs to be 50/60 to 20/80% by weight. If the ratio of the water-soluble polymer exceeds 50% by weight, the solid content of the paint is lowered and it becomes difficult to give a predetermined coating amount. If it is less than 20% by weight, the printing density is lowered and bleeding is worsened. It becomes easy to break through. The optimum ratio can be determined by measuring the water absorption amount and the ethanol aqueous solution absorption amount, which will be described later, in consideration of the binder amount.
[0019]
Examples of the water-soluble polymer include polyvinyl alcohol, silyl-modified polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, various starch derivatives, gelatin, casein, acrylamide, soy protein, polyvinyl pyrrolidone, and the like. Most preferred is polyvinyl alcohol.
[0020]
Examples of the aqueous resin include ethylene vinyl acetate copolymer, styrene-butadiene copolymer, acrylic polymer, urethane resin, melamine resin, and urea resin. Among these, an ethylene vinyl acetate copolymer is particularly preferable, and an ink jet recording paper having both strength and ink jet printing characteristics can be obtained by combining with polyvinyl alcohol which is a water-soluble polymer.
Further, as other additives, a pigment dispersant, a thickener, an antifoaming agent, a release agent, a coloring pigment, a fluorescent whitening agent, a water-resistant agent, a wetting agent, and the like can be appropriately blended.
[0021]
The raw material of the base paper used as a support in the present invention mainly uses natural fibers such as wood pulp, waste paper pulp, and herbaceous plant pulp represented by L-BKP and N-BKP. The beating degree is a balance with the paper strength, but is preferably as coarse as possible in order to increase the ink absorption capacity. In the paper material, paper strength agents, fillers, bands, sizing agents, yield improvers, dyes, fluorescent dyes, and the like are appropriately used.
[0022]
As the paper strength agent, cationic starch and polyacrylamide are used. As the filler, calcium carbonate, talc, clay, synthetic zeolite, calcium silicate, titanium and the like are used.
As the sizing agent, alkyl ketene dimer, alkenyl succinic anhydride, neutral rosin and the like are used when calcium carbonate is used as a filler, and reinforcing rosin and saponified rosin are mainly used as fillers other than calcium carbonate.
The addition amount of the sizing agent is set so as not to inhibit the absorption of water, but is almost not added.
As the yield improver, colloidal silica, polyacrylamide, polyethyleneimine, or the like is used.
Dyes and fluorescent dyes are added to adjust the hue of paper, and direct dyes, basic dyes, acid dyes and the like are used.
[0023]
The base paper is made by a round net, a long net paper machine, a long net paper machine with a top wire, or the like. Prior to coating the ink-receiving layer, applying a coating solution such as starch, polyvinyl alcohol, or surface sizing agent with a device represented by a size press, gate roll, etc. may cause excessive penetration of the paint during on-machine coating. It is an effective way to control
[0024]
There are various types of coating equipment for on-machine coating of inkjet paints. Rod coaters and air knife coaters that can apply large amounts of low-concentration paints even at relatively low coating speeds of 500 m / min or less. Is preferred. A particularly preferred device is an air knife coater. When using an air knife coater, the time until the paint is applied to the base paper and weighing with the air knife (hereinafter referred to as “dwell time”) is important. When the paint is used, the strength of the ink receiving layer can be reduced to 2 seconds or less. Inkjet recording paper with excellent print quality can be obtained.
[0025]
In on-machine coating, the dwell time is more important than in off-machine coating. If it exceeds 2 seconds, penetration of the binder component in the paint into the base paper will progress, making it difficult to obtain the required coating layer strength. . On the other hand, when the amount of the binder is increased in order to increase the coating layer strength, the ink absorption speed and bleeding are deteriorated and the printing quality is deteriorated.
[0026]
The application amount of the ink receiving layer is in the range of ^5g / ^{m 2 ~18g} / m 2 is preferred. More preferably, it is 8-15 g / m < ² >. If it is less than 5 g / m ² , bleeding occurs when printing with an ink jet printer, print quality such as sharpness and uniformity is unsatisfactory, and bleeding tends to occur. On the other hand, if it exceeds 18 g / m ² , the uniformity is good, but the ink drying property, ink concentration and strength are lowered, which is not preferable.
The coated recording paper can be prevented from dropping off the pigment from the ink receiving layer by smoothing the surface using a calendar, super calender, raster press or the like after a drying process.
[0027]
In the present invention, the amount of water absorbed from the ink receiving surface of the ink jet recording paper is preferably adjusted to 40 g / m ² or more in 5 seconds, and the amount of ethanol aqueous solution absorbed is adjusted to 50 g / m ² or more in 5 seconds. When the amount of water absorbed in less than 40 g / m ^{2 is} less than 40 g / m ² , the ink absorption is slow, and when the paper after printing is stacked, there is a stain called “back-off” where the ink is on the back of the next paper. appear. If the amount of the ethanol aqueous solution absorbed is less than 50 g / m ² , the ink absorption is slow, and the phenomenon that the boundary between the inks of each color occurs is not preferable.
[0028]
Here, the amount of liquid absorbed from the ink receiving surface of the ink jet recording paper is brought into contact with the ink receiving surface of a certain area at 20 ° C. for 5 seconds using water or an aqueous ethanol solution (solution having a weight ratio of ethanol: water of 25:75). It means a value calculated by removing excess liquid with blotting paper and measuring the weight of water absorbed from the ink receiving surface as g per 1 m ² . The liquid absorption is affected by both the absorbency of the base paper and the absorbency of the ink receiving layer.
[0029]
【Example】
Examples will be described in detail below, but parts and% in the examples represent parts by weight and% by weight, and the respective addition amounts are in terms of weight solids equivalents. It is not limited at all by these examples.
Example 1
L-BKP beaten to Canadian Standard Freeness (CSF) 500cc, 10% talc as filler, 0.02% commercially available rosin sizing agent (Colopal E-5H made by Hoshiko Chemical), 0.5% sulfate band Was added to make a slurry, and a base paper having a weight of 180 g / m ² was made using a long paper machine, and then the starch starch paste was converted to 2.5 g / m ² (both sides) in terms of solid content by a size press. After application, an on-machine air knife coater was used to apply 10 g / m ² of the following paint on one side, and after a drying process and a finishing process using a calendar, an ink jet recording paper having a basis weight of 190 g / m ² was obtained. The dwell time at the time of air knife coater coating was 0.8 seconds.
<Coating fluid composition>
Synthetic silica; Fine seal (manufactured by Tokuyama) 100 parts Polyvinyl alcohol; PVA117 (manufactured by Kuraray) 20 parts Ethylene vinyl acetate polymer;
Sumikaflex 444HQ (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 30 parts Cationic dye fixing agent; 10 parts quaternary ammonium salt type polymer Solid content concentration 20% by weight
[0030]
Example 2
Inkjet recording paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that 20 parts of polyvinyl alcohol and 40 parts of ethylene vinyl acetate polymer in the coating liquid composition were used.
[0031]
Example 3
Inkjet recording paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that 15 parts of polyvinyl alcohol and 45 parts of ethylene vinyl acetate polymer in the coating liquid composition were used.
[0032]
Comparative Example 1
Inkjet recording paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that 20 parts of polyvinyl alcohol and 15 parts of ethylene vinyl acetate polymer in the coating liquid composition were used.
[0033]
Comparative Example 2
An ink jet recording paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that 30 parts of polyvinyl alcohol and 45 parts of ethylene vinyl acetate polymer were used in the coating liquid composition in Example 1.
[0034]
Comparative Example 3
An ink jet recording paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.1% of a commercially available rosin sizing agent (Colopearl E-5H manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.) was added.
[0035]
Comparative Example 4
An ink jet recording paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that the dwell time during air knife coater coating in Example 1 was set to 2.2 seconds.
[0036]
Comparative Example 5
After the base paper papermaking in Comparative Example 1 was wound on a reel without coating on-machine, then using the off-machine air knife coater on one surface of the base paper, except that coating the same coating in the same manner as in Comparative Example 1 an inkjet A record sheet was obtained.
[0037]
Evaluation methods
(1) Printing strength Using an RI printing machine (Meiji Seisakusho), printing was performed on the ink receiving surface using commercially available offset ink, and the picking (peeling) state was observed. The case where picking did not occur was evaluated as ○, and the case where it occurred was evaluated as ×.
[0038]
(2) Inkjet printer printing evaluation (1) Printing evaluation 1
Printing was performed using a photo ink with an inkjet printer BJC430 manufactured by Canon Inc. as a standard printing speed printer. Ink bleeding was evaluated by boundary bleeding between cyan (C) and magenta (M). The case where no boundary bleeding occurred was evaluated as ◯, and the case where it occurred was evaluated as ×. The breakthrough was visually observed, and the case where the ink came out on the surface opposite to the ink jet surface was evaluated as x, and the case where the ink did not come out was evaluated as ◯.
(2) Printing evaluation 2
Printing was performed using an inkjet printer (card printer) P400-C manufactured by Canon Inc. as a printer with a high printing speed. Ink bleeding and back-through were evaluated in the same manner as described in the print evaluation 1. The set-off was evaluated as x when 10 sheets were continuously printed, and even when one sheet of ink was transferred to the back side of the ink jet paper, and ◯ when the total amount was not transferred.
The above results are shown in Table 1.
[0039]
[Table 1]

[0040]
Comparative Example 1 and Comparative Example 5 show a comparison when the same inkjet paint is applied by an on-machine coater and an off-machine coater, but it is recognized that the printing strength is lowered in the on-machine coater. When coating with the same on-machine coater, it is clear that Examples 1 to 3 belonging to the present invention have a better balance between printing strength and printing quality than Comparative Examples 1 to 4.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, a high-quality coated paper type ink jet recording paper that has been conventionally produced exclusively by an off-machine coater can be produced by an on-machine coater that is excellent in production efficiency and energy efficiency. In addition, it is possible to provide a general-purpose inkjet recording paper that can cope with an increase in the speed of an ink jet printer and can be offset printed without offsetting even if printing is performed at a high speed.
[0042]
In the present invention, the amount of the binder used is in the range of 40 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment, so that if it is less than 30 parts by weight, the surface strength that can withstand offset printing cannot be obtained. In this case, bleeding is eliminated.
[0043]
Furthermore, in the present invention, when the ratio of the water-soluble polymer to the water-based resin is 50/60 to 20/80% by weight, when the ratio of the water-soluble polymer exceeds 50% by weight, the solid content of the paint is lowered. It becomes difficult to give a predetermined coating amount, and if it is less than 20% by weight, it is possible to solve the problem that the print density is lowered, the bleeding is worsened and the back-through easily occurs.
[0044]
Further, according to the present invention, an ink jet recording paper having both strength and ink jet printing characteristics can be obtained by combining an ethylene vinyl acetate copolymer as an aqueous resin and polyvinyl alcohol as a water soluble polymer.
[0045]
Furthermore, in the present invention, when an air knife coater is used in on-machine coating, the time until the paint is applied to the base paper and measured with the air knife (hereinafter referred to as the dwell time) is set to 2 seconds or less to reduce the ink receiving layer. An ink jet recording paper excellent in both strength and print quality can be obtained.
[0046]
In the present invention, the amount of water absorbed from the ink receiving surface of the inkjet recording paper is 40 g / m ² or more in 5 seconds, and the amount of ethanol aqueous solution absorption is adjusted to 50 g / m ² or more in 5 seconds. Absorption of ink is fast, and even when papers after printing are stacked, the occurrence of smearing called back-off, where ink is struck on the back side of the next paper, is eliminated.

Claims (3)

シリカ（カチオン化処理されたシリカを除く。）を主体とした顔料と水溶性高分子及び水性樹脂を含有するバインダーを含み、該バインダー含有量は前記顔料１００重量部に対し４０〜７０重量部であり、かつ、固形分濃度が１５〜２５重量％の塗料を支持体上にオンマシンで、エアナイフコーターによって５〜１８ｇ／ｍ ^２ の塗工量で塗工し、前記塗料を支持体に付与後エアナイフで計量するまでの時間が２秒以下とし、得られたインクジェット記録用紙のインク受理面からの水の吸収量が５秒間で４０ｇ／ｍ^２以上であり、かつ、エタノール：水の重量比が２５：７５の水溶液の吸収量が５秒間で５０ｇ／ｍ^２以上であ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。A pigment mainly composed of silica (excluding cationized silica), a water-soluble polymer and a binder containing an aqueous resin, wherein the binder content is 40 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment. Ah it is, and, in on-machine having a solid concentration of 15 to 25 wt% of the coating on a support, was coated at a coat weight of 5~18g / m ² by an air knife coater, applying the coating material to a support The time until measurement with a post-air knife is 2 seconds or less, the amount of water absorbed from the ink receiving surface of the obtained inkjet recording paper is 40 g / m ² or more in 5 seconds, and the weight ratio of ethanol: water A method for producing an ink jet recording paper, wherein the absorption amount of an aqueous solution of 25:75 is 50 g / m ² or more in 5 seconds. 前記水溶性高分子／前記水性樹脂＝５０／５０〜２０／８０重量％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用紙の製造方法。  2. The method for producing an inkjet recording paper according to claim 1, wherein the water-soluble polymer / the aqueous resin = 50/50 to 20/80% by weight. 前記水溶性高分子がポリビニルアルコールであり、前記水性樹脂がエチレン酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録用紙の製造方法。  The method for producing an inkjet recording paper according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble polymer is polyvinyl alcohol and the aqueous resin is an ethylene vinyl acetate copolymer.