JPH0455395B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

(A) 産業上の利用分野 本発明はインクを用いて記録する記録媒体に関
するものであり、特に水溶性染料を含有する水性
インクの微小液滴を種々の作動原理により飛翔さ
せ、記録媒体に付着させて記録をおこなう多色記
録に適したインクジエツト用記録媒体に関するも
のである。 (B) 従来の技術 インクジエト記録方式は高速、低騒音、多色化
が容易、記録パターンの融通性が大きい、更に現
像、定着が不要等の特徴があり、漢字を含め各種
図形及びカラー画像等のハードコピーを得る方法
として、種々の用途に於いて急速に普及してい
る。更に、多色インクジエツト方式により形成さ
れる画像は、製版方式による多色印刷やカラー写
真方式により印画に比較して遜色のない記録画像
を得ることも可能であり、作成部数が少なくて済
む用途に於いては、写真技術によるよりも安価で
あることからフルカラー画像記録分野にまで広く
応用されつつある。 インクジエツト記録方式で使用される記録媒体
としては、通常の印刷や筆記に使われる上質紙や
コーテツド紙を使うべく装置やインク組成の面か
ら努力が成されてきた。しかし、装置の高速化、
高精細化あるいはフルカラー化等インクジエツト
記録装置の性能の向上や用途の拡大に伴い、記録
媒体に対してよりも高度な特性が要求されるよう
になつた。すなわち、当該記録媒体としては、イ
ンクドツトの濃度が高く、色調が明るく鮮やかで
あること、インクの吸収が早くてインクドロツプ
レツトが重なつた場合に於いてもインクが流れ出
したり滲んだりしないこと、インクドツトの横方
向への拡散が必要以上に大きくなく、かつ周辺が
滑らかでぼやけないこと。更に、記録画像が紫外
線や空気中の酸素又は水に曝された場合の染料の
抵抗性を低下させず、好ましくは増強させること
等が要求される。これらの要求を満たすために、
従来から幾つかの提案がなされてきた。例えば、
吸収性やインクドツトの滲みを改良するために特
開昭52−53012号公報には、低サイズの原紙に表
面加工用の塗料を湿潤させてなるインクジエツト
記録用紙が、また、特開昭53−49113号公報には、
尿素−ホルマリン樹脂粉末を内添したシートに水
溶性高分子を含浸させたインクジエツト記録用紙
が開示されている。また、塗工紙の例としては、
特開昭55−5830号公報に、支持体表面にインク吸
収性の塗層を設けたインクジエツト記録用紙が開
示され、特開昭55−51583号公報では、被覆層中
の顔料として非膠質シリカ粉末をつかつた例が、
更に、特開昭55−11829号公報ではインク吸収速
度の異なる２層構造を使つた塗抹紙の例が開示さ
れている。 一般にインク吸収性のあるインク受理層はイン
クを速やかに均等に吸収し保持するための空隙を
多く有する必要がある。インク受理層として例え
ば、炭酸カルシウムを主顔料とし、バインダーと
して水溶性高分子やスチレンブタジエン系ラテツ
クスや酢酸ビニル系などを使用したコートタイプ
インクジエツト記録媒体では、支持体に対する塗
工層の接着性が良く、構造時・使用時において
も、塗層ハガレや粉落ちといつた問題はないが、
屈折率の高い顔料を使用しているため不透明度が
高く、印字画像、特にカラー印字画像で画像が白
つぽくなり鮮明な画像が得られなかつた。また比
表面積を比較的小さい顔料を使用しているため、
インク吸収速度が遅く、あふれてしまい、印字品
質を落としてしまう。 一方前述した特開昭55−11829号公報では下層
にインク吸収性大の層を設け、最表層は下層より
もインク吸収性小の層を設けるといつた２層の構
造を提案しているが、下層を設けることにより最
表層の厚みが一様にできるためこの面での印字ム
ラは防止できるものの最表層の吸収性が小さいた
め、高速でのカラー重ね印字を行なつた場合にイ
ンクが吸収しにくく、あふれてきて、印字品質を
極端に落とすことになる。 また、インク受理層として例えば、合成微粒子
シリカを主顔料とし、ポリビニルアルコールやポ
リビニルピロリドンなどの水溶性高分子をバイダ
ーとしたコートタイプインクジエツト記録媒体で
は画像の色再現性及び色濃度は著しく改良され、
合成微粒子シリカが屈折率が低いため透明度が高
く、印字画像、特にカラー印字画像で画像が白つ
ぽくならなくなり、鮮明な画像が得られる。ま
た、合成微粒子シリカは比表面積が大きいため、
インク吸収速度が速く高速で重ね印字してもイン
クがあふれてしまうといつた欠点も著しく改良さ
れ高印字品質の画像が得られる。 しかし、インク受理層の厚みを一様にして印字
ムラを防止するためには、２層以上の層構造を持
たせる必要があるが合成微粒子シリカを主顔料と
する塗層を２層以上塗工すると支持体との接着性
や塗層自体の接着性が悪いため、塗層ハガレや粉
落ちといつた問題がおこり、使用時においても、
欠落した粉がヘツドのノズルの目詰りを生じさせ
てしまい、印字に決定的な不都合を生じることが
ある。 塗層ハガレや粉落ちを問題のない程度まで改良
するために、バインダーの使用比率を高めていく
とインク吸収能力が低下し、高印字品質のインク
ジエツト記録媒体を提供できなかつた。また、合
成微粒子シリカを主顔料とする塗層を有するイン
クジエツト記録媒体にインクを印字するとシリカ
自体の屈折率の低さによつて、印字部分の透明性
が高くなり、裏面から印字画像が容易に見られる
といつた裏抜けといつた問題も生じてしまう。 (C) 発明が解決しようとする問題点 本発明は上述したように色再現性が良く、高い
色濃度で鮮明な印字画像を得た上でインク受理層
の厚みを一様にすることによつて印字ドツト径を
一定にコントロールし、ベタ印字部分でのムラを
なくし、インク吸収能力が高く、しかも塗層ハガ
レや粉落ち、インクの裏抜けといつた諸問題を解
決し、高印字品質のインクジエツト記録媒体、特
に高速印字に対応した高密度・高精細のフルカラ
ー用インクジエツト記録媒体を提供することを目
的としている。 (D) 問題点を解決するための手段 本発明は水性インクを用いて記録画像を形成す
るインクジエツト記録媒体において、該記録媒体
が支持体上に少なくとも２層以上の塗工層を有
し、該塗工層の最下層に主顔料として屈折率が
1.50以上かつBET法による比表面積が100m²／ｇ
未満の白色顔料を含有し、該最下層塗工量が、顔
料成分として５〜25ｇ／m²であり、その上層には
少なくとも１層以上のインク受理層を有し、該イ
ンク受理層には主顔料として屈折率が1.43〜1.48
かつBET法による比表面積が100m²／ｇ以上の合
成微粒子シリカを含有することを特徴とするイン
クジエツト記録媒体である。 このインクジエツト記録媒体はカラー熱転写受
像紙などのインク吸収能力を必要とする他の記録
媒体としても有用である。 本発明で使用される支持体としては、サイズ
紙、無サイズ紙を問わず、いわゆる一般紙であれ
ばいずれでも良い。 支持体上に設けられる塗工層のうち最下層は主
として屈折率が高く、透明性の低い、インク吸収
する能力が合成微粒子シリカに比較して小さい白
色顔料と接着剤からなる。BET法による比表面
積が100m²／ｇ以上の白色顔料を最下層の主顔料
とすると、インク吸収性が大きくなり、その上層
に設けられるインク受理層に保持される必要のあ
るインクを吸収し、このため裏抜けや色彩性が阻
害される。更に詳細には最下層に用いられる全顔
料成分100重量部に対して80重量部以上が該白色
顔料であることが好ましく、80重量部未満では、
製造時の塗液の流動性が低下し高濃度で調液しに
くかつたり、塗工後の接着性が劣つたり、本発明
になるインクジエツト記録媒体とした時のインク
印字後の裏抜けが大きいなどの欠点が生じやす
い。 なお、本発明に用いる該白色顔料とは、たとえ
ば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、
カオリン、クレー、タルク、水酸化アルミニウ
ム、二酸化チタン（ルチル型、アナターゼ型、）
サチンホワイト、亜硫酸カルシウム、硫酸カルシ
ウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、ヒドロタ
ルサイト、プラスチツクピグメント、尿素樹脂な
どがあげられるが、屈折率1.50〜2.80かつBET法
による比表面積が100m²／ｇ未満の白色顔料であ
れば、どのようなものでもよい。 さらに、該最下層塗工量は、支持体繊維が少な
くとも被覆される必要量塗工されていれば良い
が、不透明化、接着性の向上等を考慮して顔料成
分として５〜25ｇ／m²を塗工するのが好ましい。
５ｇ／m²未満では、支持体の被覆が充分でなかつ
たり、25ｇ／m²を越えると接着性が低くなつたり
するので好ましくはない。 さらに、該最下層は場合によつては、多層に分
けて塗工してもかまわないが、接着性によつて決
められ、この場合はこの多層をまとめて最下層と
する。 該最下層に用いる接着剤としては、特に限定す
るものではなく、スチレン−ブダジエン系共重合
体、スチレンブタジエン−アクリル系共重合体、
スチレン−アクリル系共重合体、酢ビ−アクリル
系共重合体、エチレン−酢ビ系共重合体、スチレ
ン無水マイレン酸系共重合体、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、等の合成高分子ラ
テツクスや合成高分子水溶性接着剤、および、酸
化澱粉、リン酸エステル化澱粉、酸素変性澱粉、
カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白等の天然接着剤な
どの一般に知られた接着剤は全て使用可能であ
る。 なお、白色顔料に対する接着剤の配合量は対顔
料３〜30重量部が好ましいが特に限定されない。 又その他一般に使用される助剤である分散剤、
増粘剤、消泡剤、染料、滑剤、耐水化剤、PH調整
剤等適宜配合しても良い。 本発明による該最下層を支持体上に塗工する方
法はエアーナイフコーター、各種ブレードコータ
ー、ロールコーター、ビルブレードコーター、ゲ
ートロールコーター等あらゆる塗工ヘツドによつ
ても良く、又、オンマシン、オフマシンどちらで
あつても塗工できる。更に同時多層塗工でも良い
し、支持体の片面或いは両面に塗工することも可
能であり、これらに限定されるものではない。 本発明において、該最下層に望まれる特徴は支
持体繊維を充分に被覆し、その上層に設けるイン
ク受理層の厚みを一様に出来、しかも接着性の良
好なインクジエツト記録媒体を提供することに有
り、塗工乾燥後はマシンカレンダーやスーパーカ
レンダーなどの仕上げ工程により平滑性を高める
ことが好ましい。特に好ましくはベツク平滑度が
80秒以上が良いが、本発明の目的にそつていれ
ば、特にこの限りでない。 次に支持体上に設けられる塗工層のうち最下層
の上層に設けられる少なくとも１層以上のインク
受理層は、主として屈折率が低く、透明性の高い
インク吸収能力の高い合成微粒子シリカと接着剤
からなる。屈折率は1.50を超えるとインクジエツ
トに対する透明性が極端に低くなり、水性インク
を印字した際に色彩性が落ちる原因となる。本発
明に於ては特に屈折率が低い方が好ましく、特に
好ましくは1.43〜1.48のごく限られた狭い範囲で
ある。 またインク受理層に用いられる合成微粒子シリ
カはインク吸収能力の点からそのBET法による
比表面積が100m²／ｇ以上であることが好ましく、
特に好ましくは200m²／ｇ以上である。 インク受理層に含有される合成微粒子シリカ以
外の顔料としては、例えば炭酸カルシウム、カオ
リン、タルク、クレー、硫酸カルシウム、硫酸バ
リウム、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、ケイ
酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化アル
ミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウ
ム、プラスチツクピグメント、尿素樹脂顔料等の
無機系、有機系の顔料があるが、いずれの顔料も
不透明性が高いために印字画像の色彩性を損なう
ため合成微粒子シリカの添加量はインク受理層中
の全顔料成分100重量部に対して80重量部以上に
することが好ましく、特に好ましくは95重量部以
上である。 インク受理層に用いられる接着剤としては例え
ば酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化
澱粉などの澱粉誘導体、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、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリ
ビニルアルコール及びその誘導体、ポリビニルピ
ロリドン、無水マイレン酸樹脂、通常のスチレン
ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブ
タジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテ
ツクス、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等のアクリル系重合
体ラテツクス、エチレン酢酸ビニル共重合体等の
ビニル系重合体ラテツクス、或いはこれらの各種
重合体のカルボキシル基等の官能基含有単量体に
よる官能基変性重合体ラテツクス、メラミン樹
脂、尿素樹脂等の熱硬化合成樹脂等の水性接着
剤、及びポリメチルメタクリレート、ポリウレタ
ン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−
酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、
アルキツド樹脂等の合成樹脂系接着剤が単独ある
いは複合して用いられる。これら接着剤のうち、
接着力の点からはポリビニルアルコール及びその
誘導体が好ましく、また光沢感の点からはカゼイ
ン、大豆蛋白、及びラテツクスが好ましく用いら
れる。 これら接着剤は顔料100部に対して２部〜100
部、好ましくは20部から90部が用いられるが顔料
の結着に充分な量であればよく、その比率は特に
限定されるものではない。しかし100部以上の接
着剤を用いると接着剤の造膜により空隙構造を減
らし、あるいは空隙を極端に小さくしてしまうた
め好ましくはない。 又水性インキにより記録された画像は水に流れ
ない法が好ましく、この目的のために耐水化剤と
してカチオン性樹脂、カチオン性界面活性剤、カ
チオン変性無機粒子等を添加することも出来る。 更に必要なら、顔料分散剤、増粘剤、流動性改
良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発砲剤、浸透
剤、着色顔料、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤等を適宜配
合することも出来る。 本発明による該インク受理層を塗工する塗工す
る方法としては、エアーナイフコーター、各種ブ
レードコーター、ビルブレードコーター、ゲート
ロールコーター等あらゆる塗工ヘツドによつても
良く、又オンマシン、オフマシンどちらであつて
も塗工できる。更に同時多層塗工でも良いし、支
持体上に該最下層を設けられた上に塗工するので
あれば、両面でも片面でも塗工可能であり、該上
層インク受理層は少なくとも１層塗布されていれ
ば良い。 本発明に於て、該上層インク受理層の厚みを一
様に出来ることは重要なことであり、更に、イン
クジエツト記録媒体として要求されるインク吸収
量は用いられるインクの種類・量などによつても
異なるが、画像のあふれや流れを生じないことが
必要であり、特にインクの打ち込み量の多いマル
チカラー及びフルカラーインクジエツト記録媒体
では、インク吸収容量が10ｇ／m²であることが好
ましい。 該インク受理層の塗工量は顔料成分として好ま
しくは、５〜30ｇ／m²である。更に良好な印字品
質を得るためにはスーパーカレンダー、又はマシ
ンカレンダーなどを通して、平滑性が高いことが
望ましいが、あまり高くしすぎるとインクが吸収
しにくくなるので適宜設定する必要がある。平滑
性を重視するよりむしろ塗層の厚さの一様性を重
視すべきである。 本発明で言う水性インクとは、下記着色剤及び
液媒体、その他の添加剤から成る記録液体であ
る。 着色剤としては、直接染料、酸性染料、塩基性
染料、反応性染料あるいは食品用色素等の水溶性
染料がこのましく用いられる。

【表】

【表】

【表】 などが挙げられる。 また水性インク媒体としては、水および水溶性
の各種有機溶剤、例えば、メチルアルコール、エ
チルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソ
プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコー
ル、イソブチルアルコール等の炭素数１〜４のア
ルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジ
アセトンアルコール等のケトンまたはケトンアル
コール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等の
エーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール等のポリアルキレングリコール
類；エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグ
リコール、ヘキシレングリコール、ジエチレング
リコール等のアルキレンが２〜６個のアルキレン
グリコール類；グリセリン、エチレングリコール
メチルエーテル、ジエチレングリコールメチル
（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコー
ルモノメチルエーテル等の多価アルコールの低級
アルキルエーテル類等が挙げられる。 これらの多くの水溶性有機溶剤の中でもジエチ
レングリコール等の多価アルコール、トリエチレ
ングリコールモノメチルエーテル、トリエチレン
グリコールモノエチルエーテル等の多価アルコー
ルの低級アルキルエーテルは好ましいものであ
る。その他の添加剤としては例えばPH調節剤、金
属封鎖剤、防カビ剤、粘度調整剤、表面張力調整
剤、湿潤剤、界面活性剤及び防錆剤等が挙げられ
る。 インクジエツト適性の測定は下記の方法によつ
た。 インク吸収容量はポリエチレングリコール
（PEGNo.400）／水が1/1の溶液を用いて20℃で10
秒間一定面積のインク受理層に接触させ、余分な
液を吸取紙で取り除いてインク受理層中に吸収さ
れた溶液の重量を測定し、平方米当りのグラム数
として算出した値を用いた。 インク吸収速度はシヤープ製インクジエツトプ
リンター（IO−700）を使用して赤印字部（マゼ
ンダ＋イエロー）のベタ印字直後（約１秒後）に
ペーパー押えロールに接触させ、汚れが出るか出
ないかで判定した。 印字部分の鮮明さ、およびベタ印字部分でのム
ラ、印字部分の裏面からの視認性（印字部分の裏
抜け）については、シヤープ製インクジエツトプ
リンター（IO−700）を使用して赤印字部分（マ
ゼンダ＋イエロー）のベタ印字後の記録媒体につ
いて目視で行なつた。 接着性については、セロテープを記録媒体表面
に貼り、10Kg／cmの圧力で加圧ローラーを通した
後のセロテープ面についた粉の量を目視で判定し
た。 粉落ちについては、10cm巾の紙200枚をギロチ
ンで裁断し、その時落ちた粉の量を目視で判定し
た。 (E) 作 用 インクジエツト記録媒体の従来からの課題であ
つた、インク吸収容量・速度が大きく、接着性が
良好で、しかも粉落ちが少なく、印字部分の鮮明
さ、およびベタ印字部分でのムラ、印字部分の裏
面からの視認性などが、大巾な向上を見た一つの
大きな理由は、前述したように、下層に比表面積
の小さな屈折率の大きな顔料を使用し、上層に比
表面積の大きな屈折率の小さな顔料を使用するこ
とにより可能になつたと考える。 (F) 実施例 以下に本発明の実施例を挙げて説明するがこれ
らの例に限定されるものではない。 尚、実施例に於て示す部及び％は重量部及び重
量％を意味する。 実施例 １ 主屈折率が1.66（複屈折）BET比表面積2.5m²／
ｇの重質炭酸カルシウム97部、屈折率が1.57で
BET比表面積２m²／ｇのタルク３部、ポリアク
リル酸ソーダ0.4部を加え、分散後、スチレンブ
タジエンラテツクス10部、リン酸エステル化澱粉
５部、ステアリン酸カルシウム0.2部を加えて撹
拌混合し63％固形分の塗工液を得た。 この塗工液を、支持体として坪量45m²／ｇの上
質紙上に顔料塗工量が10m²／ｇになるようにブレ
ード塗工し乾燥調湿後スーパーカレンダー処理を
行ないベツク平滑度が325秒の最下層塗工紙を得
た。 一方、屈折率が1.46、BET比表面積が300m²／
ｇの合成微粒子シリカ100部、ポリビニルアルコ
ール（重合度1700、ケン化度98％以上）30部、か
らなる23％の塗工液を作製し、上記最下層塗工紙
上に、エアーナイフコーターでシリカ塗工量が20
m²／ｇとなるように塗工し乾燥調湿後スーパーカ
レンダー処理を行ないベツク平滑度120秒のイン
クジエツト記録媒体を得た。 この記録媒体の評価結果を第１表に示す。 実施例２〜14 比較例１〜10 実施例１において、最下層塗工液の白色顔料の
組成比、ベツク平滑度、塗工顔料量及び上層の顔
料組成、塗工量などを表１のごとく変えた以外
は、実施例１と同様にして、記録媒体を得た。評
価結果を第１表に示す。なお比較例１〜３の下層
の塗工液は、実施例１の塗液濃度では、粘度が高
くなり調液不可、それぞれ、50％、40％、30％の
塗液濃度で調液した。 比較例 11 実施例１において、最下層のみを塗工し仕上げ
た紙を記録媒体とした。評価結果を第１表に示
す。 比較例 12 実施例１において、最下層を塗工しなかつた以
外は実施例１と同様にして記録媒体を得た。評価
結果を第１表に示す。

【表】

【表】

【表】 (G) 発明の効果 第１表からも明らかなように本発明による記録
媒体はインクジエツト記録媒体に要求される非常
に高いインク吸収性・吸収速度を有すると同時
に、印字部分が鮮明であり、印字部分の裏抜け、
接着性、粉落ち等が良好であり、従来にないバラ
ンスのとれたインクジエツト記録媒体、特に高密
度・高精細なフルカラーインクジエツト記録媒体
を提供するに至つた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水溶性染料を含有する水性インクを用いて記
   録画像を形成するインクジエツト記録媒体に於い
   て、該記録媒体が支持体上に少なくとも２層以上
   のインク受理層を有し、屈折率が1.50以上かつ
   BET法による比表面積が100m²／ｇ未満の白色顔
   料を主顔料として含有した下層の塗工層が顔料成
   分として５−25ｇ／m²である層を有し、その上層
   には屈折率が1.43−1.48かつBET法による比表面
   積が100m²／ｇ以上の合成微粒子シリカを主顔料
   として含有した層を少なくとも１層以上有するこ
   とを特徴とするインクジエツト記録媒体。 ２ 該下層の全顔料成分100重量部に対して白色
   顔料が80重量部以上で、かつ、該上層の全顔料成
   分100重量部に対して合成微粒子シリカが80重量
   部以上である特許請求の範囲第１項記載のインク
   ジエツト記録媒体。