JPH0452182A - インクジェット記録用シート - 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〕 本発明は水性インク記録用シートに関し、詳しくは色彩
の発現、画像保存性、ドツト形状等の特性が優れたカラ
ーインクジェットプリンター記録用シートに関するもの
である。

〔従来の技術〕

水性インクを用いるインクジェット方式のプリンターの
性能、特にプリント速度、解像度、階調性の向上によっ
て、記録材に対しても高速吸収性、高吸収容量、規則的
なインクドツトのにじみ等に対しより高度な性能が要求
されるようになった。

これらの性能を満たす無機顔料としては合成微粒子硅酸
すなわち非晶質シリカが最も優れており、これはインク
の吸収速度が速く、インクの吸収容量が大きく、インク
のドツト形状が円に近く、かつ染料の発色が鮮明な優れ
た吸収剤であるからである。

例えば、特開昭６２−１５８０８４号公報には合成微粒
子シリカを用い、光沢感と高いイン吸収性を持ち、水性
インクによる印字で高い色再現性と色濃度を示すインク
ジェット記録媒体の製造法が開示されている。

しかしながら、インクジェットプリンターに使用されて
いるインクには、色材として一般に水溶性染料が使用さ
れているが、この水溶性染料を用いたインクでは、前記
非晶質シリカを用いたインク受容性被覆層へ形成した画
像は、染料が光によって分解され易く、画像が変色また
は退色するという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは係る現状に鑑み、インクジェットプリンタ
ー用紙の画像保存性について鋭意研究した結果、ステキ
ヒトサイズ度が低い紙の片面に、アルカリ土類金属を含
む非晶質シリカと水溶性高分子接着剤とを主成分とした
インク受容性被覆層を設けることにより目的とするイン
クジェット用紙が得られることを見い出した。

一般にインクジェット用紙に用いられる非晶質シリカに
ついては画像が経時的に光によって退色し或いは変色す
ることが知られている。

完全に反応機構が解明されているわけではないが、非晶
質シリカ表面上にある酸性点と染料分子との相互作用が
光によって活性化され、その結果退色が起こると考えら
れている。

本発明者らはアルカリ土類金属、特に好ましくはＭｇを
含む非晶質シリカを用いることにより、この酸性点をア
ルカリ土類金属化合物で保護することができ、酸性点と
染料の相互作用を抑え、画像の光による退色を抑えるこ
とが出来ることを見い出した。

しかしながら、アルカリ土類金属を含む非晶質シリカは
通常の非晶質シリカより発色の鮮明度、吸収性等が劣っ
ている。本発明者らはアルカリ土類金属、特に好ましく
はＭｇを含む非晶質シリカを含有する塗料を紙に微量塗
工し被覆層として用いることにより、発色の鮮明度が通
常の非晶質シリカと同程度となること、及びステキヒト
サイズ度が低い紙に塗工して被覆層を設け、この紙も吸
収体として作用させることにより、インクの吸収性及び
乾燥性も通常の非晶質シリカと同程度とすることができ
ることを見い出し本発明を完成するに至った。

従って、本発明は水性インクを用いるインクジェット方
式のプリンターにおいて、インクの吸収速度が早く、吸
収容量が大きく、シャープで高解像度の画像を高速でプ
リントでき、しかも画像の保存性に優れた、前記従来技
術の欠点を解消したインクジェット記録用シートを提供
することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

本発明はサイズ度が１秒以上１０秒以下の紙の片面にア
ルカリ土類金属を含む非晶質シリカと水溶性高分子接着
剤を主成分としたインク受容性被覆層を０．５〜Ｌｏｇ
／ｍ’の割合いで設けた水性インクジェット記録用シー
トである。

アルカリ土類金属を含む非晶質シリカとしては吸収性が
良く、吸油量として５０ｒｄ／１００ｇ以上、とりわけ
１５０ｍｆ／１００ｇ以上のものが好ましい。非晶質シ
リカの吸油量は５〇−／　１００　ｇ以下ではインク吸
収性が不足して画像かにじむという問題が生じる。塗布
量が１０ｇ　／　ｍ’以上では、インクの色沈みと塗被
層の強度の低下が起こり、０．５　ｇ　／　ｍ’以下で
とドツト形状が不規則になる。

アルカリ土類金属を含む非晶質シリカは通常の非晶質シ
リカを原料として製造でき、一方非晶質シリカは沈降法
、ゲル化法、気相法により製造され、沈降法及びゲル化
法で製造された非晶質シリカは１次粒子が強固に凝集し
た２次粒子として利用されている。この１次と２次の凝
集度によって、細孔半径と細孔容積が決って空孔ができ
、それがインクジェット用紙として液体の吸収性、染料
の発色性、定着性等を決めている。

本発明に用いられるアルカリ土類金属を含む非晶質シリ
カは表面にアルカリ土類金属が被覆されているものと、
顔料粒子中にアルカリ土類金属を含有するものの２種類
に分けられる。

アルカリ土類金属が表面に被覆されている非晶質シリカ
は、被覆層は薄く、つまり元の非晶質シリカの性能を低
下させることなく、非晶質シリカ表面上にある酸性点を
保護した顔料である。

ここで用いられるアルカリ土類金属はカルシウム、マグ
ネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属の酸化物を形
成する化合物である。非晶質シリカにアルカリ土類金属
の被覆層をコートする一つの方法として非晶質シリカの
スラリー中にアルカリ土類金属の水酸化物の水溶液を添
加し、非晶質シリカ表面上にアルカリ土類金属を付着さ
せ、乾燥して被覆粒子を得るという方法がある。

アルカリ土類金属の水溶性塩類、例えば塩化物、硫酸塩
、硝酸塩の水溶液を前記した非晶質シリカスラリーに添
加し、そこに水酸化アルカリ溶液を加えて反応させるこ
とにより水酸化物の被覆を非晶質シリカ上に形成し、乾
燥させて被覆粒子を調整することができる。

非晶質シリカ中にアルカリ土類金属を含有させる方法と
して、非晶質シリカが析出する段階でアルカリ土類金属
の水溶性塩類を添加することもできる。

本発明で用いられる接着剤は、ポリビニルアルコール、
カゼイン等のタンパク質、澱粉、澱粉誘導体等の合成も
しくは天然の水溶性高分子が、本発明のアルカリ土類金
属を含む非晶質シリカと接着性が良く、且つ水性インク
との親和性が良く、短時間の吸液性を向上させるので好
ましい。とりわけ、架橋性の水溶性高分子接着剤が水性
インクとの親和性を損なわず接着性が良く、その結果顔
料の比率をあげることができ、発色を一層鮮やかにでき
るので好ましい。

受容層を構成するアルカリ土類金属を含む非晶質シリカ
と接着剤等の配合割合いは、水性インク受容層の吸収挙
動および被覆層の強度の要請等から決められる。水性高
分子接着剤は被覆層固形分の１５〜５０重量％、好まし
くは２０〜３５重量％である。接着剤が１５重量％より
少ないと被覆層の強度が不足し、又５０重量％より多い
とインクの吸収量が不足する。

本発明で使用することが好ましい耐水化剤は被覆層の耐
水性を改善するためではなく、印字や画像に耐水性を持
たせるものである。アニオン性の染料を用いたインクの
場合は、記録用シートのインク受容性被覆層中にカチオ
ン性の物質を含有させることにより画像を耐水化させせ
ることが出来る。使用されるカチオン性物質の一例とし
て、側鎖又は主鎖に置換アンモニウム基を持つ高分子が
挙げられる。

本発明のアルカリ土類金属を含む非晶質シリカと水溶性
接着剤を主成分としたインク吸収層はインク吸収性のあ
る層の上に用いた場合に、その顕著な発色性と透過性を
生かすことができることから、特に有効である。その例
として、インク吸収性のあるシート状基剤として低サイ
ズ度の紙を用いることによってインクの溶媒を吸収する
構成が挙げられる。

シート状基材状に設はインク吸収性被覆層の塗布量は０
．５〜１０ｇ／ｍ’が好ましい。塗布量が０．５　ｇ　
／　ｍ’未満の場合は、インクの定着が悪く、画像のに
じみやヒゲを生じ、画像が不鮮明となる。また塗布量が
１０ｇ／ｍ’より多いと発色濃度が下がり、また表面強
度が低下し粉落ちするというマイナス面が発生する。

本発明で用いられる紙は通常の木材パルプを漂白した針
葉樹クラフトパルプ、広葉樹クラフトパルプから抄造さ
れたものが好ましく、また紙の厚さはプリントの最終用
途によって決定されるが、１０〜２０μｍ１坪量は２０
〜２００ｇ／　ｍ’が好ましい。

インクジェット用紙のステキヒトサイズ度は１〜１０秒
が好ましい。サイズ度が１秒以下であると、プリント画
像の裏抜け、インクの不規則な広がり、画像の耐水性の
低下などが心配され、サイズ度が１０秒以上であるとイ
ンク吸収性が不足し、吸収性を保持するため紙表面のイ
ンク受容層を１０ｇ／ｍ”より大幅に厚くすることが必
要になる。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが
、勿論本発明はこれらによって限定されるものではない
。

実施例１ カルサイト系軽質炭酸カルシウム（ＰＣ：白石工業社製
）２０部を、晒広葉樹クラフトパルプ（白色度８５％、
フリーネス４３０ｄＣ，Ｓ。

Ｆ、カナダ標準フリーネス）１００部の水中懸濁液に添
加し、カチオンデンプン１部、中性サイズ剤（ファイブ
ラン８１：玉子ナショナル社製）０．０５部、硫酸パン
土１，５部を添加し、抄紙原料を得、公知の長網多筒式
抄紙機を用いて坪量６４ｇ／ｍ’の上質紙を製造した。

得られた紙の白色度は９２％、灰分は１５．０％で、ス
テキヒトサイズ度は５秒であった。

この上質紙に塗料−１を５　ｇ　／　ｍ’の割合いで両
面に塗工、乾煙し、インク受容層を持つインクジェット
用紙を作成した。

塗料−１ カルシウムをコートしたシリカ　　１００部ポリビニル
アルコール （ＰＶＡ１１７クラレ社製）　　　　３５部ポリエチレ
ンイミン第４級アンモニウム塩（日本触媒化学社製）　
　　　　　　１０部カルシウムをコートしたシリカ シリカの微粉末５００ｇを５βのビーカーにとり１５％
濃度のスラリーとし、これに攪拌下に石灰乳を５％濃度
で１１を注加し、次いで９０℃で２時間攪拌して熟成し
て、被覆処理し、ろ過、乾燥してカルシウムをコートし
たシリカを得た。

カルシウムをコートしたシリカの吸油量は１３５ｍｆ／
１００ｇ、平均粒子径　２．７μｍ１比表面積は４０ｍ
’／ｇであった。

実施例２ 実施例１で得られた上質紙に塗料−２を７ｇ／　ｍｌの
割合いで両面に塗工、乾燥し、受容層を設けたインクジ
ェット記録用シートを作成した。

塗料−２ マグネシウムを含むシリカ　　　　１００部シラノール
基を含むポリビニル アルコール系共重合体（Ｒ １１３０クラレ社製）　　　　　２５部マグネシウムを
含むシリカ ５１０２濃度１１　ｇ／ｌ　００ａｌｌ！、　ｐＨ１，
８の酸性シリカゾル１１βにＭｇ５Ｏ＜　　・７Ｈ２０
の化学式で示される硫酸マグネシウム水和物の１０水溶
液１１を常温で混合し、その混合ゾルを８５℃に昇温し
たスピンドル油中ヘノルズを通じて液滴の形で供給し加
熱、ゲル化を経て球状のシリカヒドロゲルを得た。

このシリカヒドロゲルを水洗し、次いで硫酸でｐＨ１，
０に下げ、８０℃で３時間処理を行った。

水洗後、アンモニア水でｐＨ１０に上げ８０℃で３時間
処理を行った。次いで、十分に水洗し得られたヒドロゲ
ルを乾燥、粉砕することにより、マグネシウムを含むシ
リカを得た。

マグネシウムを含むシリカの粒子の吸油量は１９０ｍ１
／１００ｇ、平均粒子径　２．５μｍ１比表面積は２９
０ｍ″／ｇであった。

比較例１ 実施例１の上質紙に塗料−３を５ｇ／ｍ′の割合いで両
面に塗工、乾燥しインク受容層を設けたインクジェット
記録用シートを作成した。

塗料−３ シリカ　（ミズカシルＰ７８ 水沢化学社製）　　　　　　　　　　１００部ポリビニ
ルアルコール （ＰＶＡ１１７　　クラレ社製）　　　３５部ポリエチ
レンイミン第４級アンモニウム塩（日本触媒化学）　　
　　　　　　１０部シリカの吸油量は２３８ｍ１ｌ！／
１００ｇ、平均粒子径　８．０μｍ１比表面積は３６５
ｍ″／ｇであった。

比較例２ ステキヒトサイズ度３０秒、坪量６４ｇ／ｍ’の上質紙
（ＯＫフオーム用紙５５Ｋｇ　　玉子製紙社製）に、塗
料−４を５　ｇ　／　ｍ’の割合いで両面塗工、乾燥し
てインク受容層を設はインクジェット記録用シートを作
成した。

塗料−４ 非晶質シリカ（サイロイド４０４ 富士デヴイソン社製）　　　　　　１００部ポリビニル
アルコール系共重合体 （Ｒ，−１１３Ｄ　　クラレ社製）　　３０部非晶質シ
リカの吸油量は２００ｍｅ／１００ｇ、平均粒子径　５
．２ｔｔｍ、比表面積　３００ｍ’／ｇであった。

インクジェットプリンター（ＰＪ３００Ｓキャノン社製
）を用いそれぞれのインク保存性、発色鮮明度、ドツト
形状について評価を行った。

保存性は実施例及び比較例のサンプルに印字し、アトラ
スフェードメーターで６３℃、５０％ＲＨの環境で２４
時間照射し、照射前後のサンプルの濃度を目視で比較し
た。

発色鮮明度は、イエロー、マゼンタ、シアンのカラーイ
ンクの発色を目視評価した。ドツト形状は真円度をルー
パを用いて目視評価し、これらの結果をそれぞれの項目
について５段階評価した。５は優れているもの、３は普
通、２は劣るもの、１は使用不可のものを示す。

実施例及び比較例の評価結果を第１表に示す。

第１表 〔発明の効果〕 本発明のインクジェットプリンター用紙はインク吸収速
度と吸収量が大きく、画像が鮮明で、ドツトのにじみが
小さく、保存性に優れる等従来の欠点を解消した高解像
度で発色に優れた高速のインクジェットフルカラープリ
ントを可能ならしめるものであり、産業界に寄与すると
ころが大である。

特許出願人　　王子製紙株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、サイズ度が１秒以上１０秒以下の紙の片面に、アル
   カリ土類金属を含む非晶質シリカと水溶性高分子接着剤
   とを主成分としたインク受容性被覆層を０．５〜１０ｇ
   ／ｍ＾２の割合いで設けたことを特徴とする水性インク
   ジェット記録用シート。