JPH0698824B2

JPH0698824B2 - インクジェット記録用紙

Info

Publication number: JPH0698824B2
Application number: JP62301694A
Authority: JP
Inventors: 恒人吉積; 芳禾野村
Original assignee: 本州製紙株式会社
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH01141783A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、インクジェット記録用紙に関するものであっ
て、特に、オンマシンコーティングが可能で、支持体の
製造及びインク受容層の塗工を連続工程で行うことによ
り、製造することができるインクジェット記録用紙に関
するものである。

（従来技術及びその問題点）インクジェット記録方法は、インクなどの種々の記録液
を静電気等を利用して記録液の小滴を発生させ、この小
滴を飛翔させ、紙等のインクジェット記録媒体に付着さ
せて記録を行うものである。

従来より、インクジェット記録用紙等のインクジェット
記録媒体は一般に抄紙、脱水、乾燥工程等を経て原紙に
巻き取り、次に原紙を巻戻しながらエアーナイフ等で、
顔料、バインダー等を含有するインク受容層を塗工する
ことにより製造される。この従来の製造方法において
は、インクジェット記録媒体が原紙の製造と、インク受
容層の塗工との二段階に分けて行われるので、工程の短
縮化による経済的及び時間的な効率を図るために、抄紙
機上でのオンマシンコーティングによる一段階のインク
ジェット記録用紙の製造法が望まれていた。

しかしながら、オンマシンコーティングによる塗工の場
合、塗工液の粘度が高いと塗工自体が困難となり、粘度
を低くすると濃度も低下し、インク吸収性と塗膜強度と
の両立が難しくなるなど問題となっていた。即ち、オン
マシンコーティングにおける塗工液の濃度は高くかつ粘
度の低いことが必要であるが、この要件を満足すること
は従来より非常に困難であり、この要件を満たそうとす
ると、インクジェット記録媒体の塗膜強度、吸収性、色
彩発色性等の何れかが劣ることになる。そこで、従来よ
り色彩発色性やインク吸収性、塗膜強度等の性質を保持
しつつ、オンシインコーティングの出来るインクジェッ
ト記録用紙の開発が要望されていた。

（発明の目的）本発明は、上記のような従来のインクジェット記録媒体
の有する問題点を解決して、色彩発色性やインク吸収
性、塗膜強度等の性質を保持しつつ、オンマシンコーテ
ィングの出来るインクジェット記録用紙を開発すること
を目的としている。

（問題点を解決するための手段）すなわち、本発明は、支持体上に、インク受容層を有す
るインクジェット記録用紙であって、前記インク受容層
が無定形シリカと平均粒径５〜200nmのアルミナゾルと
を、重量比で100:5〜100:35の割合で含むことを特徴と
するインクジェット記録用紙を提供する。

さらに、本発明は、支持体上に、インク受容層を有する
インクジェット記録用紙の製造方法であって、無定形シ
リカと平均粒径５〜200nmのアルミナゾルとを、重量比
で100:5〜100:35の割合で含む塗工液を調製し、この塗
工液を、支持体上に、オンマシンコーティングすること
を特徴とするインクジェット記録用紙の製造方法を提供
するものである。

従来の一般的なインクジェット記録用紙のインク受容層
に使用される無機顔料としてはシリカ、クレー、炭酸カ
ルシウム、水酸化アルミニウムなどが知られている。ま
た、無機バインダーとしては、カチオン性又はアニオン
性のコロイダルシリカ、アルミナゾル、水ガラスなどが
知られている。本発明者らは、これら従来の無機顔料と
無機バインダーとの組み合わせを検討した結果、無機顔
料として無定形シリカを、無機バインダーとしてアルミ
ナゾルを用い、これらを所定の割合で組み合わせること
により、塗工液の濃度を高くしても、その粘度を低く抑
えることができるという知見を得た。そして、この知見
に基づき研究を行った結果、無定形シリカとアルミナゾ
ルとを所定の割合で組み合わせて使用することにより、
濃度が高くとも、粘度が低い塗工液を調製することがで
き、この塗工液を使用することにより、オンマシンコー
ティングでインクジェット記録用紙を製造でき、かつ、
このインクジェット記録用紙は塗膜強度及びインク吸収
性が大きく、さらに色彩発色性が優れていることを見出
し、本発明を完成したものである。この点をさらに詳細
に説明する。炭酸カルシウムや水酸化アルミニウムを顔
料として使用すると、インクジェット記録用紙の色彩発
色性が劣り、クレーも色彩発色性が劣るが、特に無機バ
インダーとしてのアルミナゾルと組み合わせると、塗工
液の粒子が凝集し、塗料として使用することができな
い。一方、コロイダルシリカ、水ガラスなどは塗膜強度
が低く、塗工液として使用することができない。更に、
顔料として、無定形シリカを使用し、無機バインダーと
してコロイダルシリカを使用すると、凝集はしないが、
塗膜強度が劣り、この塗膜強度を高めるためにポリビニ
ルアルコール（PVA）等の有機質バインダーを使用する
と、粘度が大きくなり、オンマシンコーティング用の塗
工液としては適さない。これに対して、顔料として無定
形シリカを使用し、無機バインダーとしてアルミナゾル
を使用すると、予想外にも、塗工液の粘度がオンマシン
コーティングに適した低いものになるにも関わらず、塗
膜強度及びインク吸収性が高く、しかも色彩発色性の優
れたインクジェット記録用紙が得られたのである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明で使用する顔料としての無定形シリカは従来より
インクジェット記録用紙に使用される顔料としての無定
形シリカであれば、何でも使用することができる。ここ
で、「無定形シリカ」は、含水珪酸、湿式シリカ、合成
珪酸等と呼ばれ、一定の結晶構造を有さないことから、
「非晶質シリカ」とも呼ばれている。なお、Si−Ｏの網
目状構造を有する二次凝集体からなり、一次粒子のまま
存在するコロイダルシリカとは区別される。

無定形シリカは、その比表面積が大きく、吸油量の大き
いものほど、後述する無機バインダーとしてのアルミナ
ゾルとの併用効果が大きいので、好ましい。

インク受容層における、無定形シリカの塗工量は、2.2g
/m²〜10g/m²とする。塗布量が小さすぎると、インク受
理層としての効果が得られず、一方、大きすぎても、そ
れに従う経済的利益はそれほど期待できない。

本発明で使用するアルミナゾルは、５〜200nmのコロイ
ドの大きさを有するアルミナ水和物（ベーマイト）で、
重合粒子が水中の陰イオンを安定剤として分散している
ものである。このようなアルミナゾルとしては、日産化
学（株）のアルミナゾル100、200、520等の銘柄で市場
に供給されている。

インク受容層における、アルミナゾルの塗工量は、0.1g
/m²〜2.0g/m²とする。塗布量が小さすぎると、塗膜強度
が小さすぎることになり、一方、大きすぎても、それに
伴う経済的利益は、少ない。インク受容層及び塗工液に
おける無定形シリカと平均粒径５〜200nmのアルミナゾ
ルとの重量比は、100:5〜100:35の範囲とする。この比
率の範囲外では、オンマシンコーティングの特性やイン
クジェット記録用紙の性質が劣化するからである。本発
明のインク受容層は上記の顔料と無機バインダーとによ
り構成されるものであるが、更に有機顔料や、これらの
顔料及び無機バインダーを支持体に結合させるための有
機質バインダーを使用してもよい。

無機顔料としては、例えば水酸化アルミニウム、硫酸バ
リウム、珪酸アルミニウム、また、有機顔料としては、
例えばプラスチックピグメント、尿素樹脂顔料等及びこ
れらの混合物が挙げられる。

有機質バインダーとしては、例えば、酸化澱粉、エーテ
ル化澱粉、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、大豆タン白、ポリビニルアルコール及びその誘導
体、無水マレイン酸樹脂、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
等の共役ジエン系重合体ラテックス、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ックス、エチレン酢酸ビニル共重
合体等のビニル系重合体ラテックス、或はこれらの各種
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ックス、メラミン樹脂、尿素樹脂等
の熱硬化合成樹脂系等の水性接着剤、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、アルキッド樹脂等の合成樹脂系被覆剤を、
単独で、あるいは混合して用いることができる。

インク受容層における、有機質バインダーの塗工量を、
０〜5.0g/m²とする。

これら有機質バインダーのうち、強度と色彩発色性の点
から主にポリビニルアルコール（PVA）及びその誘導体
が従来から用いられているが、強度が出るバインダーほ
ど流動性が劣り、その塗工法は限られ、生産性が著し
く、低くなる。本発明において、無定形シリカと併用す
るアルミナゾルは無機質のバインダーとしての機能を持
つ。このため、流動性に劣るPVA等の有機質バインダー
の使用量は少くてよく、塗料としての流動性にすぐれ、
オンマシンコート、とりわけ、ゲートロール塗工又はシ
ョートドウェルブレード塗工が可能となり、生産性が大
幅に向上する。

更に必要ならば顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消
泡剤、抑泡剤、浸漬剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着
色顔料、螢光増白剤、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。

支持体としては、前記顔料を適当量吸収し接着する能力
を持つ紙が用いられる。これらの紙は適度な吸収性を持
たせる為に内添サイズ剤の添加を制限した紙で、内添サ
イズ剤は無添加が最も好ましい。又、填料は含まれて
も、含まれなくても良いが吸収量や吸収速度を調節する
ために適度の填料を含む方が好ましい。この場合、填料
としては例えば酸化チタン、硫酸カルシウム、重質炭酸
カルシウム、軽質炭酸カルシウム、クレー、タルク、非
晶質シリカ、酸性白土等通常填料として使用される多く
のものが使用出来る。これらの含有量は通常０〜35％程
度であり、好ましくは５％〜30％の範囲である。

パルプ及び必要なら填料、歩留り向上剤、添色剤等を適
宜添加したスラリーから、長網式抄紙等を用いて、所定
の坪量の紙を抄造し、支持体とする。

本発明においては、抄紙機の途中に設けられたサイズプ
レス装置、ゲートロール装置ビルブレード、TCT−ベル
バパコーター等、オンマシン塗工機を用いて、前記塗料
を塗工、乾燥する。塗工量は乾燥固形分として2,3〜15g
/m²、好ましくは３〜8g/m²である。

塗工紙は、このままでも本発明による記録用紙として使
用出来るが、例えばスーパーカレンダー、グロスカレン
ダーなどで加圧及び／又は加熱下でロールニップ間を通
して表面の平滑性を与えることも可能である。

（実施例）以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らの例に限定されるものではない。尚、実施例に於いて
示す部及び％は重量部及び重量％を意味する。

実施例中の諸物性値の測定は下記の要領で行なった。先
ずシャープ（株）製インクジェットプリンター（IO−70
0）を使用して、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエ
ロー（Ｙ）、ブラック（BK）の各インクでベタ印写して
得た画像について、画像濃度をマクペデンシトメーター
RD918で測定した。

また、インク吸収性は同じカラーイメージプリンターを
用いて４色混色印字部（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ＋BK）をベタ印字直
後（約１秒後）にペーパー押えロールに接着させ、汚れ
が出るか出ないかで判定した。

また、塗層強度は支持体にインク受理層を設けたままの
スーパーカレンダー加工をする前の表面の状態を手で触
って測定した。

更に、塗工層の表面状態を目視にて観察し、塗工パター
ンの有無を測定した。

実施例１濾水度350mlの広葉樹晒クラフトパルプ（LBKP）80部及
び濾水度400ml針葉樹晒クラフトパルプ（NBKP）20部か
らなるパルプスラリーに炭酸カルシウム（PC:白石工業
製）を30部添加し、カチオン澱粉（Cato F:王子ナショ
ナル製）１部を添加して、長網抄紙機で常法通り75g/m²
の坪量の原紙を抄造した。塗料、顔料として合成シリカ
・ファインシールＸ−37B（無定形シリカ）（徳山ソー
ダ製）100部、アルミナゾル100（日産化学製）10部、有
機質バインダーとしてポリビニルアルコール（クラレ
製、PVA105）60部添加し、塗料濃度30％とした塗料を調
製し、抄紙機の途中に設けられたショートドウェルブレ
ード塗工装置を用いて上記原紙に固形分6g/m²（片面）
となるように塗工、乾燥し、さらにスーパーカレンダー
処理を行い、実施例１の記録用紙とした。

比較例１、２実施例１の塗料配合中、アルミナゾル100を除いたも
の、およびアルミナゾルを使用せず、PVA105を100部と
し、塗料濃度を26％とした他は実施例１と全く同様にし
て作製した記録用紙を各々比較例１及び２とした。

得られた記録用紙の評価結果を表１に示す。

実施例２、３、４濾水度200mlのLBKP70部、濾水度250mlのNBKP30部からな
るパルプスラリーに炭酸カルシウム（PC:白石工業製）
／無定形シリカ（ニップシールLP、日本シリカ製）＝7/
3からなる填料を25部添加し、カチオン澱粉（Cato F王
子ナショナル製）1.5部添加して、長網抄紙機で常法通
り75g/m²の坪量の原紙を抄造した。塗料として、顔料と
して合成シリカトクシールＵ（無定形シリカ）（徳山ソ
ーダ製）100部、アルミナゾル200（日産化学製）／クラ
レPVA105＝5/30、20/15、35/0部それぞれ添加し、塗料
濃度34％としたものを調製し、抄紙機の途中に設けられ
たゲートロール装置を用いて、原紙に固形分7g/m²（片
面）となるように塗工し、乾燥し、さらにスーパーカレ
ンダー処理を行い、実施例２、３、４の記録用紙とし
た。

比較例３実施例３の塗料配合中、アルミナゾル200 20部の代り
にコロイダルシリカ（スノーテックスAK、日産化学製）
40部を用いた以外全く実施例３と同様にして作製した記
録用紙を比較例３とした。

比較例４、５実施例２〜４と同じ原紙を抄造し、一方、サイズプレス
装置にて、アルミナゾル200のみまたはコロイダルシリ
カ（スノーテックスＳ、日産化学製）とアルミナゾル20
0との当量混合物を両面固形分2g/m²となるように塗工、
乾燥し、更にスーパーカレンダー処理を行い、比較例
４、５の記録用紙とした。

比較例６実施例４の塗料配合中、アルミナゾル200 35部の代り
にクラレ製PVA117を用い、塗料濃度を30％としたこと以
外全く実施例４と同様にして作製した記録用紙を比較例
５とした。

評価結果を以下の表２に示す。

無定形シリカ及びアルミナゾルを含有する実施例１〜４
においては、オンマシンコーティングによって塗工した
場合でも多彩発色性、インク吸収性、及び塗層強度を同
時に向上することが認められる。更に、実施例において
は、特にゲートロール塗工時に、従来から問題となる塗
工パターン（オレンジピール、リングマーク等）の発生
がなく、インクジェット用紙の製造の生産性が大幅に向
上した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に、インク受容層を有するインク
ジェット記録用紙であって、前記インク受容層が、無定
形シリカと平均粒径５〜200nmのアルミナ水和物とを、
重量比で100:5〜100:35の割合で含むことを特徴とする
インクジェット記録用紙。
【請求項２】支持体上に、インク受容層を有するインク
ジェット記録用紙の製造方法であって、無定形シリカと
平均粒径５〜200nmのアルミナ水和物とを、重量比で10
0:5〜100:35の割合で含む塗工液を調製し、この塗工液
を、支持体上に、オンマシンコーティングすることを特
徴とするインクジェット記録用紙の製造方法。