JPS6120797A - インク吸収性の優れた記録用紙 - Google Patents

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等のイン２を用いたノ
ンインパクトプリンタ記録用紙に関するものである。

従来の技術 インクジェット記録方式に限らず、一般にノンインパク
ト記録方式の優劣は、記録速度、解像度２色濃度、保守
依頼性、プリント１枚当りの費用２等の多くの要素によ
って決定される。

前記の各要因は、記録方式、記録機構等のプリンタその
ものの性能によってその優劣が左右されることは勿論で
あるが、例えばインクジェット記録方式の場合は、イン
ク及び記録用紙如何によっても記録性能が大きく左右さ
れる。

例えば、記録速度に関しては、記録用紙のインク吸収速
度が問題となるが、プリンタの、記録速度をいくら速く
することができても、記録用紙上でのインクの吸収が前
記記録速度に対応しなげれば、プリンタから記録用紙上
に排出されたインクが未乾燥状態のまま残っているため
、排出ロールや作業員の手先等の前記記録面に接触した
箇所に汚染が生ずる欠点があり、また仮令前記記録面に
機械的な接触が生ずることか々い場合でも、多色記録を
行う場合、記録用紙に隣り合って排出された異った色の
インクが相互に流れ出し、にじみ、混色を引き起こすこ
とがある。

前述の諸欠点のためプリンタとしての記録速度が向上す
る程、益々高いインク吸収性の記録用紙が要望されて来
る。

次に解像度についても同様な事情が生起する。

プリンタのジェットノズルを細かくすれば、ノズルから
飛び出すインク粒の径は小さくなり、従って記録用紙上
に記録されるイン、りのドツト径も小さくなり、解像度
は向上する筈であるが、記録用紙の性能により記録紙上
でのドツトの広インクジェット記録に用いられるインク
は、一般に水性であるので、所謂サイズのきいた上質紙
やコート紙等ではドツトインクは紙面に吸収され難く、
従ってドツトの広がりも／Ｊ％さい〃玉、インクの吸収
性が劣るため記録速度の向上をもたらさ々い。

逆に記録の高速性を得るため、低サイズの用紙や無サイ
ズの用紙を用いると、ドツトインクの吸収は速やかにな
るが、反面、紙面内でのドツトインクの広がりも大きく
なり、解像度カニ不足する事になる。

記録画像の濃度、もドツトの広がりに関係力よあり、紙
面内でのドツトの広がりが大きくなる程濃度が低下し、
反対に一ットインクが紙表面の狭い部分に留まる稈元の
反射濃′度は高くなる。

前述の如く、インクジェットプリントの記録性能は用紙
の特性によって大きく支配され、しかも用紙の特性上相
反する条件を同時に満足する事が要望される。

前述の如き要望を調和して満足させるために種々の工夫
がなされ、塗工されない紙としてはサイズ剤を添加しな
い且つ低密度に抄かれた紙等や、またコートタイプの紙
としては、ンリカ等の顔料と水溶性高分子結合剤（バイ
ンダ）からなる塗料が塗布された紙等の多種多様のイン
クジェット記録用紙が開発されている。

一般に塗工されない（プレンタイプ）且つ低サイズ度の
記録用紙では、インク吸収性に関しては良好であるが、
インクが紙層内で拡散するため画像の鮮明性に問題が生
じ、特に多色のカラー記録時の解像度や色濃度は充分と
は云えない。之に対しコートタイプの記録用紙では、イ
ンク中の染料が塗工層に吸着保持されるために、記録濃
度や鮮明性が優れている反面、インク吸収性または乾燥
性は前記プレンタイプの記録用紙には及ばない。

近年、インクジェット記録方１式の使用分野が急速に拡
大するに従って、インクジェット記録体に対する顧客の
品質要求も幅広いものとなシ、印刷物や写真゛印画のも
ののように、光沢のあるインクジェット記録体も要求さ
れるようになって来た。勿論、わざわざ艶消処理が行わ
れる場合を除いて、美観上からは、白紙や印刷光沢が要
求されるコート紙、アート紙をインクジェット記録用紙
として使用すれば、光沢を持たせると云う要望だけは直
ちに解決されるが、前述の通り、コートタイプ紙の難点
であるインクジェット用水性インクの低吸収性や低乾燥
性のため用紙上でのインクの流れ出しが著しく、実用上
使用に堪え得ないものとなる。また、顔料として、ホワ
イトカーボンと水溶性ホ：リビニルアルコールバインダ
とから成る塗工層が設けられている従来のコートタイプ
のインクジェット記録用紙では、光沢処理の要望される
場合１強いスーパカレンダ仕上処理を行っても、前記ホ
ワイトカーボンの非晶質である性状のだめ、グロス塗工
紙程度の、ＴＡＰＰＩ光沢４５〜７５係の光沢を付与す
ることは全く困難であった。しかもホワイトカーボンを
用いた塗工紙は、鉛筆、ボールペン等がすべり易く、筆
記性が劣る欠点をも有している。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、前記クロス塗工紙程度の光沢を有し、しかも
例えばインクジェット印刷をした場合に記録濃度や鮮明
性が良好で、且つインク吸収性も優れ、かつ鉛筆、ボー
ルペン等の筆記性も改良された記録用紙を提供せんとす
るものである。

問題点を解決するための手段 本発明者は、前述の問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、基紙上にＢＥＴ法で測定した比面積が７０　ｍ
２７ｆ以上で、且つ２０℃、２５１の試料を１６００Ｇ
の相対遠心力で３０分間遠心分離した後の沈降容積が１
．０　ｙｄ／Ｌ！′　以上である軽質炭酸カルシウム系
顔料と、高分子バインダを含む塗工層が設けられた用紙
を得ることにより、特に該用紙をスーパカレンダ仕上加
工することによシ、前述の諸問題点が解決された本発明
を完成するに至ったものである。

本発明によれば前述の課題、即ち、優れたインク吸収性
と強光沢の要望を満たし、且つカラー記録の色濃度およ
び色調の鮮明性も良好であり、鉛筆等の筆記性も改良さ
れたインクジェット等に適した記録用紙を提供すること
ができる。

しかも本発明による光沢紙は、記録部分の印画光沢を保
持し続け、高度の美観を有する印刷体としての要望に応
えうるものである。

当然のこと乍ら、本発明による記録用紙は優れたインク
吸収性と、記録濃度及び光沢が付与されているものであ
るから、一般の印刷用に用いうろことは勿論、特に紙面
の平滑性、インク受理性に鋭敏なワックス又は染料熱転
写用の受容紙としても適当である。

以下本発明につき詳述する。

本発明において塗工用の塗”料中の顔料成分として使用
される炭酸カルシウムは、ＢＥＴ法による比表面積が７
０　ｍ２７？以上で、且つ２５２の炭酸カルシウムに同
量の水を混合したものを、２０℃で１６００Ｇの相対遠
心力で、後述する遠心分離機で専用の遠沈管を使用して
、３０分遠心分離操作を行った後の沈降容積み１．Ｏｉ
／′？以上である軽質炭酸カルシウム系顔料である。

一般に軽質炭酸カルシウムは、石灰乳に二酸化炭素を吹
込んで反応せしめて製造されるが、本発明に使用される
軽質炭酸カルシウム系顔料は、製造の際の反応条件に工
夫を凝らし、例えば金属の硫酸塩を添加剤として使用し
、更に珪酸アル、カリ等を添加し、反応速度を著しく増
大せしめることにより、結果として粒径０．０２μｍ前
後の超微粒の直方体状のものが鎖状に連結された形で製
造されるものであり、市販品として東洋電化工業株式会
社製のトヨファインＴＦ−Ｘ等がある。

本発明者は、先に特願昭５８−５９９６８号において、
無サイズに近い基紙上に、ＢＥＴ法による比表面積が２
００　ｍ２／ｌｉ１以上で、且つロジンーラムラ分布の
均等数ｎが１．１０以上、即ち粒度分布範囲が狭い微粒
シリカと水溶性高分子バインダとから成る塗料を塗布し
た塗工紙をインクジェット記録用紙として使用すること
を提示した。前記特願昭５８−５９９６８号においては
、シリカの比表面積の非常に大きいものを塗布すること
によってインクジェット印刷体の高い色濃度と鮮明性を
有するものを得、また粒度分布範囲が狭いものを選択す
る事により、インク吸収性の格段に向上したものを得だ
。

前記発明に対し、本発明では、比表面積が７０ｍ２／！
ｉ′以上の軽質炭酸カルシウム系顔料を選択し、これを
基紙に塗工することにより、高い色濃度と鮮明性を有す
る印刷体を得る一方、前記特願昭５８−５９９６８号に
示された無定形（アモルファス）シリカとは異なり、定
形（結晶形）の軽質炭酸カルシウム系顔料が用いられて
おり、前述の一定条件下の測定法による軽質炭酸カルシ
ウム系顔料−水スラリーの沈降容積が１．０　ｍ７／ｉ
Ｆ以上のものを選択することによって、インク吸収性の
向上を達成させんとするものである。

一般に沈降速度を測定する方法は、微粒粉体の分散媒中
での分散度の評価法として知られているものであり、分
散媒中に凝集している粒子は粒子間に間隙の多い大きな
沈降容積を示し、良く分散した粒子は密に充填された小
さな沈降容積を示す。従ってこの沈降容積の大小（沈降
高さの大小）を比較することによシ粒子の分散性又は凝
集性を評価することができる。

前記沈降容積の比較の条件は資料により適宜定めること
ができる。

無機顔料−水スラリーの沈降容積の測定法として最も一
般的な沈降速度の測定法は、自然沈降を利用するものが
用いられるが、本発明で使用する軽質炭酸カルシウム系
顔料等は、比表面積が非常に太きいものであり、従って
自然沈降を利用しては沈降し難いので、遠心力を利用す
る下記の方法によったものである。即ち、無機顔料に同
重量の水と、対無機顔料１チの分散剤（東亜合成株式会
社製アロンＡ６００’ｌ）を加えてスラリー化し、生成
スラリー５０１を国産遠心器株式会社製、オートバラン
ス、スイング型遠心分離機専用の、目盛を付した遠沈管
に移して１６００Ｇ（３１００回転／分）で２０℃で３
０分間前記遠心分離機で遠心分離操作をしだ後、生成沈
降物の重量当シ沈降容積（ｍ４／ｌｉ’）を算出した。

前述の通シ算出しだ沈降容積は、通常の炭酸カルシウム
系顔料については、ＢＥＴ比表面積との間には後述する
実施例にも記される通シ、特に相関関係が見出されない
が、本発明で使用される軽質炭酸カルシウム系顔料では
特に犬き々沈降容積値が得られる。この理由は、前述し
た如く、本発明に使用される軽質炭酸カルンウム系顔料
が直方体状の超微粒形状の粒子が鎖状に連なった特殊な
形状を有するためであり、延いては、これが本発明で使
用される軽質炭酸カルシウム系顔料が基紙に塗工された
場合に、塗工層が嵩高となシ、インク吸収性が向上する
原因であると考えられる。。

尚塗工紙の光沢に関しては、一般に炭酸カルシウム顔料
が使用されるコート紙では、炭酸カル・Ｚラムの粒径が
５μｍからおよそ０．０５μｍへと小さくなる程、従っ
て比表面積が大きくなる程、光沢は向上するが、０．０
５μｍ付近で光沢の向上は頭打ちとなると云われている
。

後述する実施例において示す如く、本発明で使用される
軽質炭酸カルシウム系顔料を除いて、確かに一般に比表
面積の大きい炭酸カルシウムが使用された塗工紙では光
沢が出易いが、反面インク吸収性等が劣ることが明らか
であり、本発明で使用される軽質炭酸カルシウム系顔料
だけが、前述した理由により、光沢、インク吸収性およ
び色濃度の３者が、共に優れていることが認められる。

本発明で前述の軽質炭酸カルシウム系顔料と組合せ使用
される合成高分子バインダとしては、ポリビニルアルコ
ールまたはその誘導体、酸化又は変性された澱粉分、グ
アガム等のガム類。

アルギン酸ソーダ、カゼイン、ゼラチン、植物性蛋白質
、ヒドロキシエチルセルローズ、メチルセルローズ、カ
ルボキシメチルセルロース等の水溶性セルローズ誘導体
、ポリビニルピロリドンその他任意の水溶性高分子バイ
ンダ、並びにスチレン−ブタジェン系共重合体（ＳＢＲ
ラテックス）、アクリロニトリル−ブタジェン系共重合
体（ＮＢＲラテックス）、メチルメタクリレート−ブタ
ジェン系共重合体（ＭＢＲラテックス）クロロプレンラ
テックス、エチレン−酢酸ヒニル系共重合体ラテックス
等の合成高分子ラテックスが使用可能であるが、インク
吸収性の面からは、塗工層の乾燥の際にラテックス系バ
インダの方が顔料粒子間に微細間隙を作シ易いため、水
溶性高分子バインダよりも適当である。

塗料の調整に際しては、前述の軽質炭酸カルシウム系顔
料とバインダとを固形分比で６０〜９５対４０〜５程度
と顔料を比較的多量とすることが望ましい。また、必要
に応じて顔料成分として、カオリン、各種クレー、タル
ク、水酸化アルミニウムその他の金属水酸化物、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウムその他の炭酸塩、硫酸バリ
ウム、ホワイトカーボン、珪酸カルシウム乃至合成珪酸
塩、珪藻土、硫酸カルシウム、コロイダルシリカ、チタ
ンホワイト等を、また耐水化剤としてポリカチオン等を
、更に分散剤、流動化剤、潤滑剤、消泡剤等を１部併用
してもよい。

塗料の塗工に当っては、ブレード、エアナイフ、バー、
ロール等の任意の塗工機、又はサイズプレス等を使用す
ることができ、塗布量としては片面尚シ５〜５０　ｆ？
／ｍ２程度が適当である。

実施例 以下本発明の構成を実施例に従って説明する。

尚１本発明に係る記録用紙の品質試験をするために、シ
ャープ株式会社製インクジェットカラーイメージプリン
タ１０−０７００を使用して、ブラック、シアン、マゼ
ンタおよびイエローの４色の各べた印刷を行った。前記
各記録印刷物の色濃度は、ブラック印刷部分については
ブラック用ビジュアル、シアン印刷部分についてはシア
ン用レッド、マゼンタ印刷部分についてはマゼンタ用グ
リーン、イエロー印刷部分についてはイエロー用ブルー
の各ＳＰＩフィルタを使用してマクベス濃度計によシ測
定し光沢は印刷前後にマゼンタ印刷部分について７５°
グロスメータ（村上カラーリサーチラボラトリ製）で測
定した。

また、インク吸収性としては、前記プリンタを使用して
べた印刷（２色重ね印刷）を行う場合に、べた印刷部分
の一部が紙押えロールに接触するようにセットすると、
前記印刷が終了してから直ちに紙送り（フィード）をす
る場合、０．６秒後にべだ印刷部分が前記紙押えロール
面を通過することになるので、この通過の瞬間迄（印刷
後０．６秒以内）にべだ印刷部分のインクが乾燥してい
なければ該べた印刷部分のインクが前記紙押えロール面
に付着し、該ロール面に明白な汚ｉが生ずる。それ故、
前記０．６秒以内にインクが乾燥して紙面に汚れが発生
しないものを○、汚れが発生しているものを×とし、〔
表１〕に示した。

実施例１ 軽質炭酸カルシウム系顔料および重質炭酸カルシウムと
してＢＥＴ法による比表面積（ｍ２／り）が３〜８５迄
の、ＰＣ，ブリリアント１５．ＰＹ（何れも白石工業株
式会社製）、トヨファインＴ　Ｆ　−Ｘ　、（東洋電化
工業株式会社製）並びにスーパー１５０．０（丸尾カル
シウム株式会社製）。

カルピタール９０（富士カオリン株式会社製）に、それ
ぞれ水および分散剤としてアロン、Ａ６００１（東亜合
成化学株式会社製）を添加してスラリーとし、該スラリ
ー１００重量部（固形分）にＳＢＲラテックス（ＬＸ４
０７Ｇ。

日本ゼオン株式会社製）の３０％液および完全Ｍ化ポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ１１７．クラレ株式会社製）
の１５％液７．５重量部（固形分）を混合して〔表１〕
に示す７種類の塗料を調製した。前記各塗料をステキヒ
トサイズ度２０秒。

米坪６５９７ｍ２．厚さ７２μｍの上質紙上に、塗布量
が２５１７ｍ２になるようにワイヤバーで塗布し、乾燥
後、由利ロール株式会社製テストスーパカレンダでカレ
ンダ線圧、　　１４　ＯＮ、７ｃｍでカレンダ加工を行
い、コートタイプインクジェット記録用紙１６．１〜’
１１６．７を得た。

また、前記各塗工紙の塗工用原紙、顔料としてホワイト
カーボン（ＳｉＯ２）と水溶性高分子バインダとから成
る塗工層が設けられている市販のコートタイプインクジ
ェット記録用紙を前記試料と同様にカレンダ線圧１４０
　ｋＶ／ｃｒｎでスーパカレンダ加工を施したもの、お
よび市販の代表的なコート紙並びにアート紙も比較用試
料（煮８〜＆１１）とした。

前記試料Ａｌ−扁１１の記録物性評価試験結果は〔表１
〕に示す通シである。

尚、合成高分子ラテックスバインダは、ＳＢＲ以外にも
色々あるけれども、本実施例においては、比較のため、
特に光沢のあるコート紙の処決に準じてＳＲＲラテック
スを使用したものであり、使用される合成高分子ラテッ
クスとしてＳＢＲだけに限定されるものではないことは
勿論である。

〔表１〕に明示される通シ、本発明に係る記録用紙＆６
および煮７は白紙の光沢 ５０．２〜５９．１％、印刷後の印面の光沢５３．３〜
６０．６％で、欧州に於けるクロス塗工紙の規準の下限
である光沢４５％を遥かにクリアし、印刷物色濃度も３
．３１〜３．５７と高く、インク吸収性、乾燥性も良好
である。

前記試料Ａ６．Ａ７に対して、比表面積の小さい軽質又
は重質炭酸カルシウムを含む参考例である試料／Ｉ６１
〜Ａ５の各記録用紙では記録物色濃度が１．９０〜２．
７２と低い。しかし、白紙および印面光沢は、比表面積
がやや大きい試料名３〜扁５で４６．６％以上を示し、
インク吸収性は、本発明の特許請求の範囲に明示される
１、０ｍ／Ｓ’　以上の沈降容積を有する軽質炭酸カル
シウムを含む試料Ａ　２　、　、１１６．４および５５
の各記録用紙では良好である。

即ち、参考例である試料Ａｌ−扁５の各記録用紙は、色
濃度、光沢およびインク吸収性の３項目のうち１項目以
上が実施例試料Ａ６．＆７に劣り、実際の使用には堪え
得ないことが明らかである。

またホワイトカーボンと水溶性バインダとを含むコート
タイプ市販インクジェット用紙である試料名９は色濃度
は著しく高く、インク吸収性も良好であるが、光沢が非
常に低く、塗工用基紙として使用した上質紙である試料
Ａ８は前記３項目すべてが劣り、また市販のコート紙（
試料Ａｌ０）およびアート紙（試料Ａ１１）は光沢およ
び色濃度の両項目は高い値を示すが、インク吸収性が著
しく悪く、そのためインクの流れ出しが著しかった。

発明の効果 本発明は、特許請求の範囲に明示される通シ、比表面積
７０　ｍ２７ｆ以上、沈降容積１．０　ｍ／ｆ’以上で
ある軽質炭酸カルシウム系顔料と高分子バインダとを含
む塗工層が設けられているインク受容性の優れた記録用
紙であシ、例えばインクジェット記録された印面の、光
沢が従来のものよシ遥かに良好であり、且つ、色濃度、
鮮像度。

インク吸収性、筆記性等が優れているだめ、記録速度が
大であシ、多色インクジェット記録等に適し、しかもス
ーパカレンダ仕上にも適したインク受容性の優れた記録
用紙を提供することができたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基紙上に、ＢＥＴ法により測定された比表面積が７
   ０ｍ＾２／ｇ以上であり、また２０℃で２５ｇの試料を
   １６００Ｇの相対遠心力の下で３０分間遠心分離した後
   の沈降容積が１．０ｍｌ／ｇ以上である軽質炭酸カルシ
   ウム系顔料と、高分子バインダとを含む塗工層が設けら
   れていることを特徴とするインク受容性の優れた記録用
   紙。 ２、高分子バインダが合成高分子ラテツクスである特許
   請求の範囲第１項記載のインク受容性の優れた記録用紙
   。 ３、スーパカレンダ仕上の施された特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載のインク受容性の優れた記録用紙。