JPH0216079A - 被記録材 - 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〕 本発明は鉛筆、ボールペン、サインペン、万年筆、クレ
ヨン等はもちろんのこと、インクジェット記録方法に好
適に用いられる被記録材に関する。

〔従来の技術〕

従来インクジェット用の被記録材としては、（１）パル
プを主成分とした一般の紙を低サイズ度となるように抄
紙して、ろ紙や吸取紙のようにしたもの、 （２）基材上にシリカやゼオライトのような多孔質で吸
油量が大きくインク中の着色成分を吸着する顔料を用い
て塗布量を設けたもの、 等が知られている。

被記録材（１）は低コストで作れる反面、インク吸収性
は優れるもののインクが紙の繊維層に深く浸み込んでし
まうためインク中の色剤の発色性が悪（、またインクが
紙表面の繊維に沿って吸収されるため、フェザリングと
呼ばれる現象が生じてドツトが円形にならずギザギザに
なる現象やドツトが大きくなりすぎて解像度の低下をき
たし、良質な画像が得られないという欠点があった。

このため、もっばらこのようなノンコートタイプの紙は
、モノクロ記録やパソコンの端末等の比較的解像度が低
（、高濃度の画像を必ずしも必要としない用途に用いら
れてきた。

被記録材（２）では、従来、たとえば、特開昭５８−１
３２５８６号公報、特開昭５９−３５９７７号公報にあ
る様に比較的サイズ度の高い紙（市販の上質紙等）を基
紙としたコート紙が用いられてきた。

こうしたコート紙では、インク吸収層が多孔質で均一に
なっているため、適度なインク吸収性をドツト形状や解
像度に優れたものが得られる。

しかしながら、より高品位で高解像度のカラー画像を必
要とする記録方式に於いては、より多量のインクを高速
に吸収し、定着することが必要である。

この場合、従来はインク吸収層の塗工量を増加し、空隙
容量を太き（することで対応してきたが、コート層が厚
くなるに従い、被記録材が記録装置中の搬送系などとの
接触時、コート層が基紙よりはがれる、いわゆる粉落ち
の問題が発生する。このような紙粉は装置内部を汚すだ
けでなく、インクジェットヘッドのノズル詰りの原因に
もなり、特に問題である。

更に、製造工程上、多量の塗工液を急激に乾燥しなけれ
ばならないため、塗工液中のバインダーがマイグレーシ
ョンを起こし、コート層の強度の低下やインク吸収性の
低下が激しく起こる。乾燥条件をゆるやかにしたり、た
とえば塗工回数をわけることにより、このような問題は
、いく分は解決されるが、この場合には、製造コストが
高くなる問題もある。

これらの欠点を解決する方法として、基紙としてサイズ
度の低い紙を用い、その上に多孔質の顔料層を設ける方
法があげられ、たとえば、特開昭５９−１８５６９０号
公報には、サイズ度４秒以下の基紙上に特定の物性を有
するシリカを含むコート層を有する被記録材が例示され
ている。

このようなタイプの被記録材では比較的薄いインク受容
層を設けた場合でも、優れたインク吸収性を持つ被記録
材が得られる利点がある。

しかしながら、このような被記録材に於いても、多量の
インクが基紙に深く浸透するため印字濃度が低くなる、 インク受容層が薄くほとんどインクを保持できないため
、界面にインクが吸収される際、前記被記録材（１）で
あげたようなドツト形状が悪くなったり、付着したイン
ク滴が滲みすぎたりすることによる解像度、印字品位の
低下が起こる、又、微塗工紙の場合、印字直後に手やロ
ーラーで印字部をこすっても汚れることはないが、イン
クの滲み出しくブリーディング）という特有の現象が生
じる。

塗工時、塗工液中のバインダーが低サイズ原紙に吸収さ
れ、その結果塗工層が薄いにもかかわらず表面に粉落ち
を生じる、 画像の室内変色（主にブラックが着色に変色する）によ
り画像の保存性が著しく悪い、等の問題を有している。

このようにインクジェット用紙として前記要求項目を全
て満たしているものは見い出されていないのが現状であ
る。

〔発明が解決しようとする゛問題点〕

そこで、本発明の目的は、上述の如き欠点を解決し、水
系インクの吸収性に極めて優れ、微塗工紙特有の問題で
あったインクの滲み出しくブリーディング）を解決し、
染料の発色性、室内保存性に優れ、かつ安価で粉落ちの
生じないインクジェット用に好適な被記録材を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕前記の目的は
、以下の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、基紙にインク受容層を設けた被記録
材に於いて、前記基紙の繊維状物質がインク受容層表面
近・傍に存在して成り、且つブリストウ・テスターで測
定したインク受容層表面の粗さ指数が１０　ｍ　Ｉ！／
ゴ以上、より好ましくは１５　ｍ　１７２以上であるこ
とを特徴とする被記録材である。上記構成によれば、イ
ンクの吸収性が極めて良好であり、記録画像の色彩性９
画像濃度に優れ、粉落ちもなく、安価な被記録材が得ら
れる。

ところで、従来のプリンターは、印字密度がせいぜい２
００ｄｐｉ程度であったが、最近では印字の画像の解像
度を上げるために３６０ｄｐｉなど高密度化が進んでい
る。また、カラープリンターの用途も拡大してきており
、文字や絵などに加えてグラフや図などいわゆるビジネ
スカラーと呼ばれてぃるものが急増してきた。グラフ、
図の類は絵１文字に比ベインクの打ち込み量が多い。そ
のため色の境界部で、吸収性の不足によるインクの滲み
出しくブリーディング）が生じる。ブリーディングは全
ての色に対して等しく生じるものであるが、特に濃い色
から薄い色（例えば黒から黄色など）の場合画像品位を
著しく低下させる。

ところが、ブリーディングはヘビーコート紙やろ紙など
には生じず、多くの微塗工紙に生じる特有の問題である
。これらの問題を解決するために、種々の微塗工紙を試
作し、その中で耐ブリーデイング性の良好なものと、そ
うでないものについて、吸収容量、サイズ度をＣｏｂｂ
サイズ度（ＪＩＳ−Ｐ−８１４０）。

クレム吸水度（ＪＩＳ−Ｐ−８１４１）、ステキヒトサ
イズ度（ＪＩＳ−Ｐ−８１２２）を用いて調べた。

ところが、Ｃｏｂｂサイズ度では接液後瞬時に、裏面ま
で浸透してしまうため測定不可能であり、クレム吸水度
については１分、１０分ともに水の吸収高さは変わらな
かった。

又、ステキヒトサイズ度についても、微塗工紙の基紙の
ほとんどが弱サイズ又は無サイズ紙のため、いずれもス
テキヒトサイズ度５秒以下であり、差は生じなかった。

これらのことは、ブリーディングが接液時間１５秒以上
の紙の吸収容量の違いによるのではないことがわかる（
Ｃｏｂｂ法の場合ＪＩＳでは６０秒間の接液となってい
るが、測定者の習熟具合により、接液後１５秒程度まで
測定が可能となるため、インクジェット用紙など高吸収
タイプの紙は、測定可能な限り接液時間を短くしている
。）。瞬時の吸収速度を測る方法として最近Ｊａｐａｎ
　　Ｔａｐｐｉに登録されたブリストウ法による紙及び
板紙の液体吸収性試験方法がある（Ｊａｐａｎ　　Ｔａ
ｐｐｉ　紙、パルプ試験方法Ｎｏ５ｌ−８７）。

ブリストウ・テスターの原理を簡単に説明すると、円板
の周上に試験する紙を巻き付け、任意−定の速度で回転
させる。この紙に既知量の液体を添加したヘッドボック
スを静かにのせる。ヘッドボックスには一定の巾のスリ
ットがあるので、そこから液体は、紙の表面の凹凸部へ
、速度によっては紙の内部へ浸透する。液体の量を一定
にしておき、円板の速度を変え、その時の紙に転移した
インクの面積から、接触時間と液体の吸収容量（転移量
）を求めることができる。

紙の種類にもよるが、円板の大きさ（通常円周は１００
１００Ｏと速度から、測定可能な接触時間は最大２秒前
後となる。液体の転移量と接触時間は、時間の平方根と
よ（相関することがわかっている。

液体の転位量を縦軸に、接触時間の平方根を横軸にとっ
たグラフでは、直線の傾きを吸収係数（浸透係数）、０
秒の時の値を粗さ指数としている。粗さ指数は液体のぬ
れ時間を必要とするもの（接触角が大きなもの）に関し
ては、ぬれ時間の時の転位量の値を延長して、又、ぬれ
時間がない、いわゆる油のように接触角が０に近いもの
については直線を延長して求められる。吸収係数は液体
により異なるものであるが、粗さ指数は液体を変えても
、変化せず、紙の固有値であることが、文献Ｊ、Ａ。

Ｂｒｉｓｔｏｗ　：　５ｖｅｎｓｋ　　Ｐａｐｐｅｒｓ
ｔｉｄｎ、７０　（１９）。

６２３　（１９６７）に示されている。

ブリストウ・テスター（動的浸透性試験機　東洋精機型
、測定条件は後述する）を使って耐ブリーデイング性の
良好なものとそうでないものについて測定を行ったとこ
ろ、耐ブリーデイング性の良好なものは、この粗さ指数
の値が１０ｍｊ！／ｒｒｒときわめて大きなものばかり
であった。また、粗さ指数１０ｍ１／ｒｄ以上の紙の表
面のベック平滑度や、表面粗さを測定したところ、いず
れもブリーディングする紙に比べて表面が非平滑である
ことがわかった。

ブリーディングは初期の転移量が大きなものには生じず
、小さなものに起きている。初期の転移量は吸収係数と
粗さ指数で決まるので、粗さ指数の大きな紙、あるいは
、粗さ指数が小さくても、吸収係数の大きな紙が、耐ブ
リーデイング性に有利と考えられる。

次に、以下に本発明の構成を述べる。

本発明の基紙はベック平滑度（ＪＩＳ−Ｐ−８１１９）
２０秒以下、より好ましくは１０秒以下であり、かつス
テキヒトサイズ度１５秒以下、より好ましくは５秒以下
の紙であることが望ましい。平滑度が２０秒よりも大き
な紙は、塗工量、塗工層の種類にかかわらず表面の空孔
が少ないため、粗さ指数が１０　ｍ　ｌ　／　ｒｄより
も小さくなってしまい、ブリーディングを発生する。

また、基紙のステキヒトサイズ度が１５秒よりも大きい
時には、インク吸収性が悪いため、インクの吸収を塗工
層に頼ることとなり、コート層を厚くしなければならな
い。

さらに塗工層についてであるが、塗工層に用いられる顔
料は、従来公知の顔料は全て用いられるが、含ケイ素系
顔料が、白色度、染料の発色性等に優れるため適してい
る。

また、バインダーについては、従来公知の水溶性又は水
分散性のものであればいずれでもよいが、被記録材の保
存性や染料の発色性、又塗工の容易さから、ポリビニル
アルコールを主体としたものがのぞましい。そして、こ
れら顔料とバインダーの比率は５：１〜ｌ：３、より好
ましくは３：１−１：２であることが好ましい。５：１
よりも顔料の比が大きいと、塗工液の粘度が高く、塗工
が困難である他、粉落ちが生じやすくなる。又ｌ：３よ
りもバインダーが多い場合はインク吸収性のきわめて悪
い紙となる。更に、必要に応じて耐水化剤、蛍光増白剤
、界面活性剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、紫外線吸収剤など
の添加剤を加えても良い。

前記のような材料を混合して得られる水系塗工液を前記
基紙に塗工する方法としては、バーコーター　ブレード
コーター　エアナイフコーターリバースコーター、ゲー
トロールコータ−やピグメントサイズプレス法など全て
可能であるが、なかでもバーコーターは最も安定した被
記録材を供給することができる。

上記に示した基紙上に、顔料を含むインク受容層を設け
るが、この時基紙の粗さをインク受容層を塗工した後に
も反映させるため基紙の繊維状物質がインク受容層表面
近傍に存在する程度に塗工を行うと良い。具体的な乾燥
塗工量としては、好ましくは０．Ｉｇ／ｒｒｒ以上、６
．０ｇ／　ｒｒ？以下、より好ましくは１．Ｏｇ／ｄ以
上、３．０ｇ／イ以下が良い。

０．１ｇ／ｒｒｒより少ない場合は、染料の発色性が悪
く、ノンコート紙と変わらない。又、６．０ｇ／ｒｒｆ
よりも多い場合は、粉落ちが生じやすくなる他、コスト
も高くなり、ヘビーコート紙との差別化が難しくなる。

このようにして得られた被記録材表面のベック平滑度は
、インク吸収性、ドツト濃度の面からも２０秒未満に調
整することが必要である。

記録画像の色彩性９画像濃度については、インク受容層
の中に含まれる顔料に染料が吸着されて表層に滞まるた
めに、ノンコート紙に見られるような染料の沈み込みが
なくなり、濃度の高い鮮明な画像を得ることができる。

画像の室内変色は、染料の酸化分解により生じるとされ
ているが、特にコート層中の顔料のなかで比表面積の大
きなものは、染料分子と空気の接触面積が大きくなるた
め表面活性が高くなり室内変色を促進する。従って本発
明ではＢＥＴ比表面積２００　ｒｒ？／ｇ以下の含ケイ
素系顔料を用いることにより、室内変色が起こらない微
塗工紙を得ることができる。

コストについては、ＰＰＣ用紙並の普及を想定して、な
るべく安価なものが好まれる。本発明の紙はインク受容
層が１層であり、塗工量も少ないこと、基紙についても
無理のない工程を踏み、また特殊な素材や高価な材料を
用いていないので、価格的にはきわめて有利なものであ
る。

ブリストウ・テスターの測定条件 円板の円周　１０００ｍｍ ヘッドボックス：スリット寸法１　ｍｍ　Ｘ　１５ｍｍ
押付圧（＊）　　０．０５ＭＰａ　（５００ｇ／ｃｒｒ
ｒ）（＊）Ｊ、Ｔａｐｐｉでは０．１ＭＰａ　（１，０
２Ｋｇ／ｃｒｔ？）が標準であるが、吸収性の良好な紙
は、この荷重では測定中に紙が破れてしまうため、押付
圧を小さくした。他はＪ、Ｔａｐｐｉに準じて測定を行
った。

実施例及び比較例 以下に実施例１〜４．比較例１〜３を示す。

各々で作成した被記録材について、１．ブリーディング
の有無、２１画像濃度、３．ドツト濃度、４、色彩性、
５．インク定着法、６．室内変色、７゜パネルテスト、
８．粉落ちについて評価を行った。

各評価方法の詳細については後述する。

なお、文中、部又は％とあるのは、特に断りのない限り
重要基準である。

実施例１ 東洋濾紙株式会社製のろ紙（定性ろ紙Ｎｏ１３１、ベッ
ク平滑度０秒）を基紙として用いた。

上記基紙上に、シリカ（ファインシールＸ−３７、徳山
ソーダ製）　３．４４ｇ、水２４．１６ｇ、耐水化剤（
ポリフィックス６０１　　昭和高分子）の１０％水溶液
２．１０ｇをホモジナイズ処理を行ったものに、さら＋
、：ＰＶＡ　（Ｒ−１１３０クラレ製）１０％水溶液６
．６６ｇ。

ＰＶＡ　（１１７Ｈクラレ製）１０％水溶液１３．３４
ｇを加え、スパチュラ−等で良くかき混ぜたものをＮｏ
、１０のバーを用いて手塗りでコートし、ｌｌｏ’ｃ。

５分間乾燥させ、乾燥塗工量的１．５ｇ／ｎ？の紙を得
た。得られた被記録材の記録面の粗さ指数は２２ｍｆ／
イ、平滑度２秒であった。

実施例２ 東洋濾紙株式会社製のろ紙（定量濾紙５Ａ、ベック平滑
度２秒）を基紙として用いた。

上記基紙上に、実施例１の塗工液を実施例１同様に塗工
を行い、乾燥塗工量的１．５ｇ／ｒｄの紙を得た。

記録面の粗さ指数は２８ｍ１！／ｒｒｒ、ベック平滑度
１０秒であった。

実施例３ 風合が濾紙に類似した紙（手すきシート、ベック平滑度
４秒）を基紙として用いた。

上質基紙上に、実施例１の塗工液を実施例１同様に塗工
を行い、乾燥塗工量的１．５ｇ／ｒｄの紙を得た。

記録面の粗さ指数１６ｍｌ／ｍ２、ベック平滑度１７秒
であった。

実施例４ 東洋濾紙株式会社製のろ紙（硬質ろ紙　４Ａ、ベック平
滑度１８秒）を基紙として用いた。

上記基紙上に、実施例１の塗工液を実施例１同様に塗工
を行い乾燥塗工量的１．５ｇ１ｒｄの紙を得た。

記録面の粗さ指数は１９ｍｆ／ｒｒｉ、ベック平滑度１
１秒であった。

実施例１〜４の基紙のステキヒトサイズ度は全て１秒以
下であった。

実施例５ 実施例１で用いた基紙上に、顔料として高純度アルミナ
（ＡＫＰＧ　　住友化学製、ＢＥＴ比表比表面積１イ０ 徳山ソーダ製、比表面積１８ｒｄ／ｇ）を１：ｌで用い
た他は、実施例１同様に塗工液を作成し、実施例１同様
に塗工を行い乾燥塗工量的２．　Ｏ　ｇｌｒｄの紙を得
た。得られた被記録材の記録面の粗さ指数は１　８　ｍ
　Ｉ！　／　ｒｒｒ　、ベック平滑度１７秒であった。

実施例６ 実施例２で用いた基紙上に、実施例５で用いた塗工液を
実施例１同様に塗工を行い、乾燥塗工量的２．０ｇ／ｌ
ｒｉの紙を得た。得られた被記録材の記録面の粗さ指数
は１　９　ｍ　Ｉ！　／　ｒｒｒ、ベック平滑度１３秒
であった。

比較例１ 平滑度６５秒、ステキヒトサイズ度５秒である市販の紙
に、実施例１の塗工液を実施例１同様に塗工を行った、
乾燥塗工量は約１．５ｇ／ｒｒｒであった。得られた被
記録材の記録面の粗さ指数は８　ｍ　ｌ　／　ｒｄ　。

ベック平滑度２４秒であった。

比較例２ キャノンＮＰ用紙（平滑度１７秒、ステキヒトサイズ度
３５秒）を基紙として、実施例１の塗工液を実施例１同
様に塗工を行った。乾燥塗工量は約１、５ｇ／％であっ
た。得られた被記録材の記録面の粗さ指数は９　ｍ　１
　／　ｒｒｒ、ベック平滑度２２秒であった。

比較例３ 実施例１で用いた基紙をそのまま被記録材とした。

記録面の粗さ指数は８８ｍ１！／ｒｒｆ，ベック平滑度
０秒であった。

比較例４ 坪ｆｉ　７２ｇ／ｒｄ．灰分１５％，サイズ度２秒，ベ
ツク平滑度６９秒の紙に実施例１で用いた塗工液をＮｏ
。

３０のバーを用いて以下同様の操作を゛行い、塗工量９
．７ｇ／ｒｒｒの被記録材を作成した。得られた被記録
材の記録面の粗さ指数は８　ｍ　！！　／　ｒｒ？　、
ベック平滑度５２秒である。

各評価方法を以下に示す。

■、ブリーディングの有無 インク打ち込み密度３６０ｄｐｉの試作機を用いて、打
ち込み密度Ｃ）を１〜４倍にしてブラック、イエローマ
ゼンタ、シアンの順にカラーバーを印字させ、ブラック
とイエローの境界の鮮明さ（ブラックのイエロー側への
にじみ出しの有無）を調べた。

に印字を行った。Ｒはマゼンタとイエローの重ね打ちを
表わす。

２、画像濃度 画像濃度は、Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃのベタ印字物の０、Ｄ、
をマクベス濃度計ＲＤ−９１４を用いて測定した。

３、ドツト濃度 ドツト濃度は、ＪＩＳ−に−７５０５を印字マイクロド
ツトに応用してサクラマイクロデンジドメーターＰＤＭ
−５（小西六写真工業■製）を用いて黒ドツトにつき測
定した。

４、色彩性 色彩性はＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃのベタ印字物の彩度を高速カ
ラーアナライザーＣＡ−３５（村上色彩化学制）を用い
て測定した。

５、インク定着性 インク定着時間は、記録実施後、記録画像に指触したと
きに、インクが乾燥して指に付着しなくなる時間を測定
した。

６、室内変色 ｌで用いたプリンターによって形成されたＢｋベタ印字
部をオフィスの壁にはって２力月間放置した。

放置後の画像の色度と印字直後の画像の色度との差ΔＥ
＊ａｂを求め室内変色を評価した。

７、パネルテスト パネルテストは、ｌで用いたプリンターにより記録画像
を作成し、４０名（男２４名、女１６名）により「鮮明
度及びコントラストが良いものはどれか」の質問をして
最も良いものに５点、悪いものに１点を与え、その合計
を示して総合的に評価した。

８、粉落ち 粉落ちは、塗工層表面を指触した際、指に紙粉の付着す
るもの及び表面を硬度Ｈの鉛筆で引き掻いた時に塗工層
が剥れたり、削れることにより紙粉を発生するものを×
、そうでないものを○とした。

実施例、比較例で作成した被記録材について、下記に示
した記録装置インクを用いて印字を行い、前記に示した
評価項目について評価を行った。評価結果を表１〜３に
示した。

ピエゾ振動子によってインクを吐出させるオンデマンド
型インクジェット記録ヘッド（吐出オリフィス径６０μ
ｍ、ピエゾ振動子駆動電圧７０ｖ１周波数２．６ＫＨｚ
）を有する記録装置を使用して下記に示したインクを用
いてインクジェット記録を実施し評価を行った。

イン　　・ Ｃ，１，ダイレクトイエロー８６ ジエチレングリコール ポリエチレングリコール＃２００ 水 イン　　且 Ｃ，１，アシッドレッド３５ ジエチレングリコール ポリエチレングリコール＃２００ 水 血イン　　且 Ｃ，１，ダイレクトブルー８６ ジエチレングリコール ポリエチレングリコール＃２００ 水 イン　　。

Ｃ，１，フードブラック２ ジエチレングリコール ポリエチレングリコール＃２００ ２部 ２０部 １０部 ６８部 ２部 ２０部 １０部 ６８部 ２部 ２０部 １０部 ６８部 ２部 ２０部 １０部 表１゜ ブリーディングの有無 表２゜ 画像濃度。

色彩性 〔効果〕 以上説明した如く、本発明の被記録材は、■インクの吸
収性が大きいため、印字直後にローラーや指でこすって
も汚れることがない。

■文字や絵はもちろん、インクの打ち込み量の大きなグ
ラフや図などを印字した場合についてもインクの滲み出
しくブリーディング）が起こらず鮮明な画像を得ること
ができる。

■色彩性が良（、画像濃度の高い記θ画像を得ることが
できる。

■記録画像の室内変色が起こらない。

■簡便な製造方法をとるため、安価な被記録材を提供す
ることができる。

等の利点を有するものである。

表３．ドツト濃度、インク定着性、ΔＥ“ａｂ。

パネルテスト、粉落ち 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基紙にインク受容層を設けた被記録材に於いて、
   前記基紙の繊維状物質がインク受容層の表面近傍に存在
   して成り、且つブリストウテスターで測定したインク受
   容層表面の粗さ指数が１０ｍｌ／ｍ＾２以上であること
   を特徴とする被記録材。
2. （２）前記粗さ指数が１５ｍｌ／ｍ＾２以上である請求
   項第１項の被記録材。
3. （３）前記インク受容層表面のベツク平滑度が２０秒以
   下である請求項第１項の被記録材。