JPH08127171A

JPH08127171A - インクジェット記録用紙

Info

Publication number: JPH08127171A
Application number: JP6268905A
Authority: JP
Inventors: Naonobu Sugiyama; 直信杉山; Yoshiharu Kawashima; 義晴川島
Original assignee: New Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】発色、インク吸収性、インクの裏抜け、耐水
性に優れるインクジェット記録用紙を提供する。【構成】セルロースパルプを主成分とした基紙と、こ
の基紙の一面上に形成され、かつ白色顔料と樹脂とを主
成分として含むインク受容性被覆層と、前記基紙の反対
面上に形成された裏面被覆層とを有し、前記裏面被覆層
中にフッ素系サイズ剤を含有することを特徴とするイン
クジェット記録用紙。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被記録材に関し、水性
インクを用いたプリンター、プロッター等に用いられる
インクジェット記録用シートであって、優れた色彩の発
色、ドット形状等の特性を持った画像の記録ができ、か
つインクの裏抜けおよび耐水性に優れた水性インクジェ
ット記録用シートに関するものである。

【０００２】

【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とインクの改良によって、インクジ
ェット用紙として普通紙を使用して、鮮明な画像、印字
品位を得ることが可能となってきた。しかし、一方でプ
リントの品位、彩度、外観、画像を更に魅力あるものと
するために、より高度な特性を持つ記録材が要求される
ようになっている。特にプリント速度、解像度、彩度な
どの向上によって、被記録材に対しても高速吸収性、高
吸収容量、規則的なインクにじみ等、より高度な特性が
要求されるようになり、インク受容性被覆層を表面に設
けたいわゆる塗工紙が開発されている。例えば、特開昭
６２−１５８０８４号公報には、微粒子合成シリカを用
い、高い水性インク吸収性、色再現性及び色濃度を持つ
インクジェット記録媒体の製造方法が開示されている。
即ち、前記した要求特性に応じるために、微粒子合成シ
リカのような吸液性の優れた白色顔料を主成分とする被
覆層をセルロースパルプを主成分とする基紙の表面に設
けることが通常実施されている。特に、微塗工・基紙吸
収タイプのインクジェット用紙が、コスト、風合、性能
のバランスがよく、将来のインクジェット用紙として期
待されている。

【０００３】非塗工タイプや微塗工・基紙吸収タイプの
インクジェット用紙には、インクの吸収性が良く、イン
クが紙層内部に吸収されて、見掛け状乾燥した状態にな
ることと、紙に吸収された水性インクによる裏抜けが発
生しないことの二つの性能が要求される。インク吸収性
の大きい紙ほど、その結果として水性インクによる裏抜
けは大きくなることから、この二つの条件は一般には相
矛盾し問題を生じる。例えば、低サイズの紙を用い吸収
速度を速くするとインクの浸透が早くなり、インクが深
く浸透して裏抜けの原因となる。

【０００４】一方、高サイズの非塗工紙や、高サイズの
基紙上に吸収性被覆層を設けた微塗工紙では、吸収層の
みの吸収速度を速くし、基紙へのインク吸収を抑えるこ
とができる。しかし吸収層がインクの吸収能力の限界を
越えた場合は、基紙がインクを吸収できないためにじみ
などの画像欠陥の原因となるため、塗工量を多くしなけ
ればならず、塗工層の剥がれ落ちなどによるプリンター
ヘッドの目詰まり、コストの増加等問題がある。

【０００５】そこで例えば、特開平３−２８４９７９号
公報には、インク受容層と反対面にインクによって膨潤
しにくい物質でラミネートする方法が開示されている
が、非常にコストが高くなり、紙感がなくなるといった
問題がある。また、特開平４−３５９８５号公報には、
ステキヒトサイズ度が１〜２０秒の基紙にインク受容層
を設け、その反対面にアルキルケテンダイマー、ロジ
ン、スチレン系共重合体、アクリル酸エステル系共重合
体、アルケニルコハク酸無水物等のサイズ剤を含む層を
設ける方法が開示されているが、インクの裏抜け防止に
は効果があるが、裏面の耐水性には問題がある。さら
に、特開平４−２５００９１号公報には、顔料、バイン
ダーおよびアルキルケテンダイマー、アルケニル無水コ
ハク酸、ワックスエマルジョンサイズ剤のいずれか１つ
と、カチオン性ポリマーサイズ剤を含有する層を裏面に
設ける方法が、また、特開平５−２２１１１５号公報に
は、インク受容層と反対面に平板状無機顔料を含有する
層を設ける方法がそれぞれ開示されているが、裏面に顔
料層を設けることによって、少なくとも裏抜けは改善で
きるが、用紙同士の摩擦係数が大きくなり、プリンター
での走行性トラブルを引き起こしたり、裏面の耐水性が
得られないといった欠点が有る。

【０００６】また、従来より、例えば特開平３−８２５
８９号公報に、無機顔料を含むポリオレフィンを主成分
とする多層構造の１〜２軸延伸フィルムからなるシート
にインク受容性被覆層を設けた耐水性のあるインクジェ
ット記録用紙が開示されている。これはフィルムを基材
としているため、耐水性に優れているが、紙の風合が失
われるといった欠点がある。そこでこのような問題を解
決したインクジェット記録用紙が望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、水性インク
によるインクジェット方式のプリンターおよびプロッタ
ーを用いて高品位の画像を高速でプリントすることがで
き、インクの裏抜けがなく、さらに耐水性に優れた水性
インクジェット記録用紙を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる現
状に鑑み基紙の耐水化とインクジェット記録適性につい
て鋭意研究した結果、セルロースパルプを主成分とした
基紙上に白色顔料と樹脂を主成分としたインク受容性被
覆層を設け、反対面にフッ素系サイズ剤と樹脂を主成分
とする層を設けることによって、インクジェットプリン
ター／プロッターで印字をした後のインクの裏抜けがな
く、かつ耐水性に優れることを見出だし、本発明を完成
させるに至った。すなわち、本発明のインクジェット記
録用紙は、セルロースパルプを主成分とした基紙と、こ
の基紙の一面上に形成され、かつ白色顔料と樹脂とを主
成分として含むインク受容性被覆層と、前記基紙の反対
面上に形成された裏面被覆層とを有し、前記裏面被覆層
中にフッ素系サイズ剤を含有することを特徴とするもの
である。さらに好ましくは、前記白色顔料に微粉合成シ
リカを用い、また、前記樹脂接着剤にシラノール化ポリ
ビニルアルコールを用いることを特徴とするものであ
る。

【０００９】本発明に用いられるシート支持体に含有さ
れるパルプ材は赤松、黒松、エゾマツ、トドマツ、杉等
の針葉樹、ブナ、カバ、シイノキ等の広葉樹等を主原料
とした砕木パルプ、亜硫酸パルプ、クラフトパルプ、セ
ミケミカルパルプ、ケミグランドパルプ、リファイナー
グランドパルプやまたは古紙パルプから適宜選択して用
いられる。

【００１０】本発明で用いられるシート支持体としての
基紙は、上記の木材パルプの他に主原料として、クレ
ー、タルク、炭酸カルシウム、焼成カオリン、酸化アル
ミニウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機顔
料や尿素樹脂系微粒子等の有機顔料を含有し、さらに添
加剤としてロジン系、アルキルケテンダイマー、アルケ
ニルコハク酸等の内添サイズ剤、硫酸バンド、カチオン
澱粉等の定着剤、ポリアクリルアミド系ポリマー、澱粉
等の紙力増強剤等を適宜選択して内添し、公知の抄紙機
で抄造された基紙が好適に用いられる。また、必要に応
じてロジン系、石油樹脂系、酸化澱粉、アセチル化澱
粉、ヒドロキシエチル化澱粉等の澱粉およびその誘導
体、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、スチレ
ン、アルキド、ポリアミド、アクリル、オレフィン、マ
レイン酸、酢酸ビニル等の重合体または２つ以上の共重
合体からなる合成樹脂系およびこれらの合成樹脂エマル
ジョン系、ワックス系等の表面サイズ剤でサイズ処理を
施しても良い。また、厚さを調整するため、必要に応じ
てマシンカレンダー、スーパーカレンダー等の公知の設
備を用いることも可能である。

【００１１】本発明に用いられるインク受容性被覆層に
用いられる白色顔料は多孔性でインクの吸収性が高く、
且つ鮮明な発色を可能とするものを主成分とすることが
好ましい。このような顔料として、特に微粉合成シリカ
が好ましい。微粉合成シリカは、その製造法により湿式
法によるものと乾式法によるものとに大別される。湿式
法は珪酸ソーダを原料として、酸で中和してシリカを析
出させることにより得られるが、更に沈降法とゲル化法
に分けられる。また、乾式法は四塩化珪素を原料とし
て、水素、酸素と共に燃焼し、シリカを析出することで
得られる。通常、ホワイトカーボンと呼称され、無水珪
酸、含水珪酸等として知られている。また、これらの珪
酸は場合により、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム
としても利用される。

【００１２】本発明に使用される、前記微粉合成シリカ
は平均粒径として０．５〜１５μｍが好ましい。また、
インクを吸収する目的のためには、合成シリカの吸油量
は高いことが望ましく１００〜４００ｍｌ／１００ｇが
好ましい。また、シートの使用目的、プリンターの要求
性能に応じて他の白色顔料も併用することが可能であ
る。これらの白色顔料としては、沈降性炭酸カルシウ
ム、重質炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、水酸化アル
ミニウム、ゼオライト、焼成クレー、カオリンクレー、
タルク、ホワイトカーボン、有機顔料（プラスチックピ
グメント）等、一般に紙塗工に用いられている顔料が挙
げられる。このような白色顔料の使用比率は、全被覆層
固形分の５０〜９０重量％である。５０％未満ではイン
ク吸収性が不十分となり、９０％を越えるとインク受容
性被覆層の強度の低下が懸念されるので不適である。

【００１３】本発明のインク受容性被覆層に用いられる
樹脂としてはポリビニルアルコールおよびシラノール基
等で変性されたポリビニルアルコール誘導体、カゼイン
等の蛋白質、澱粉、および酸化澱粉等の誘導体、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
クリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの重合体
また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、あるいはこれらの各種重合体のカルボキシル基、カ
チオン性基等の官能基含有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樹脂等の合成樹脂系の水
性接着剤、無水マレイン酸共重合樹脂系、ポリアクリル
アミド系、ポリメチルメタクリレート系、ポリウレタン
樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、ポリビニルブチラ
ール系、アルキッド樹脂系等の合成樹脂系接着剤などの
高分子が、インク受容性被覆層においては顔料との接着
性が良く、かつ水性インクとの親和性が良いため、吸液
性を向上させるので、好ましく用いられる。特に本発明
の樹脂としては、シラノール基で変性されたポリビニル
アルコール誘導体が好ましい。シラノール化ポリビニル
アルコールは、珪素を含むビニル化合物を酢酸ビニルと
共重合させた後、ケン化することにより、酢酸ビニル単
位はビニルアルコールに、珪素含有単量体単位が、シラ
ノール基にそれぞれ転換されて得られるものである（特
開昭５８−５９２０３号公報）。シラノール化ポリビニ
ルアルコールは、微粉合成シリカ等の無機顔料と特異的
に強固に結合するので、発色や解像度を妨げない程の少
量で十分な塗膜強度を実現することが出来る。

【００１４】インク受容性被覆層における樹脂の使用比
率は、全被覆層固形分の１０〜５０重量％、好ましくは
１０〜４０重量％である。１０％未満では接着力が不十
分となり、被覆層の強度の低下が懸念される。一方、５
０％を越えると接着性は大きくなるものの、顔料の使用
比率が低下し、前記したようにインクの吸収性に問題が
生じるため不適である。

【００１５】この他、添加剤として、顔料分散剤、消泡
剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、粘度調整剤、
架橋剤、インクジェット記録後の印字物の耐水性を向上
させるためのカチオン性樹脂等が製造条件、印字品質、
要求性能に応じて適宜使用される。

【００１６】本発明の裏面被覆層に用いられる樹脂とし
ては、インク受容性被覆層に用いられるものと同様のも
のから適宜選択して用いられる。本発明の裏面被覆層に
用いられるフッ素系サイズ剤としては、パーフルオロア
ルキル基を含有するアクリレートまたはメタアクリレー
トのごとき化合物の重合体、あるいはこれとアクリル酸
エステル、無水マレイン酸、クロロプレン、ブタジエ
ン、メチルビニルケトンのごとき他の重合し得る化合物
との共重合体、更にパーフルオロアルキル基含有の重合
し得る化合物、塩化ビニリデン、及びアクリルアミドま
たはメタクリルアミドを特定割合で構成単位として含
み、その他に、エチレン、酢酸ビニル、フッ化ビニル、
塩化ビニル、スチレン、アクリル酸、メタアクリル酸、
ジアセトンアクリルアミド、ベンジルアクリレート、ベ
ンジルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、
シクロヘキシルメタクリレート、ビニルアルキルエーテ
ル、ハロゲン化アルキル、ビニルエーテル、ビニルアル
キルケトン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、
アジリジニルアクリレート、アジリジニルメタクリレー
ト、グリシジルアクリレート、無水マレイン酸等を一種
または二種以上を共重合させた高分子化合物が用いられ
る。パーフルオロアルキル基含有の重合し得る化合物と
しては、従来より公知乃至周知の化合物など、特に限定
されずに種々のものを用いることが可能である（例え
ば、ＣＦ₃ （ＣＦ₂ ）₇ ＣＨ₂ ＣＨ₂ ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ
₂ 等）。

【００１７】これらフッ素系サイズ剤の、裏面被覆層に
おける使用比率は、塗料固形分重量の５〜４０重量％で
ある。５重量％未満では、効果が少なく、インクの裏抜
けの悪化や耐水性に問題が生じる。一方、４０重量％以
上では、裏面から基紙を通して、フッ素系サイズ剤がイ
ンク受容性被覆層側に浸透して、画質に影響したり、コ
スト的にも高価なものとなるため不適である。

【００１８】本発明の塗料の塗工はバーコーター、エア
ナイフコーター、ブレードコーター、グラビアコーター
等の公知の塗工設備が応用される。基紙上にインク受容
性被覆層および裏面被覆層を設けたシートは、そのまま
本発明の記録用紙として使用することが可能であるが、
例えばスーパーカレンダー、グロスカレンダー等で処理
し、表面の平滑性を与えることも可能である。

【００１９】本発明で得られるインク受容性被覆層の塗
工量は、最終用途によって決定され、インク吸収性、記
録特性、保存性等を満足させるかぎり不必要に多くする
必要はなく、１〜２０ｇ／ｍ² の範囲から適宜選択して
用いられる。インク受容性被覆層が１ｇ／ｍ² 未満では
多くの場合インク吸収容量が不足し、画像が流れ出した
り、色にじみ込みが生じ、画像がぼけてしまったり、乾
燥が遅く、プリンターの排紙ロール等にインクが付着
し、汚れてしまう。また、基紙が吸収するインクの量が
多くなるため、カール、ぼこつきが発生しやすくなると
いう問題がある。しかしながら、２０ｇ／ｍ² を越える
インク受容性被覆層を設けると、塗工層が厚いため紙と
の接着性が弱くなり、剥がれ落ちた塗工層によりヘッド
ノズルの目づまりのような問題を生じることが多く、さ
らにコスト的にも高価なものとなる。

【００２０】本発明で得られる裏面被覆層の塗工量は、
使用するプリンターのインク吐出量や最終用途によって
決定され、裏抜け、耐水性等を満足させるかぎり不必要
に多くする必要はなく、１〜１０ｇ／ｍ² の範囲から適
宜選択して用いられる。

【００２１】

【実施例】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、本発明はこれによって限定されるも
のではない。尚、実施例および比較例中の「部」は特記
のないかぎり「固形分重量部」である。

【００２２】実施例１軽質炭酸カルシウム２０部を広葉樹晒クラフトパルプ１
００部のスラリー中に添加し、カチオン澱粉０．８部、
無水アルケニルコハク酸系中性サイズ剤０．１１部を添
加し、十分に混合して抄紙原料とし、長網多筒式抄紙機
を用いて水分を１０％まで乾燥させ、サイズプレスで酸
化澱粉の６％溶液を両面で５ｇ／ｍ² 塗布、乾燥し、水
分７％まで乾燥させて米坪８２ｇ／ｍ² の上質紙を製造
した。得られた上質紙の片面に実験室においてテストバ
ーコーターを用いて塗料−１を１１ｇ／ｍ² の割合で塗
工、乾燥してインク受容性被覆層を形成し、同様にし
て、塗料−２を裏面に塗工、乾燥し、裏面被覆層を形成
し、インクジェット記録用紙を作製した。

【００２３】塗料−１炭酸カルシウム７５部（商標：ユニバー７０、白石工業製）ＳＢＲラテックス１０部（商標：０６１９、日本合成ゴム製）澱粉１５部（商標：エースＡ、王子コーンスターチ製）塗料−２フッ素系サイズ剤１５部（商標：スコッチバンＦＣ−８０８、住友３Ｍ製）ポリビニルアルコール８５部（商標：ＰＶＡ１１７、クラレ製）

【００２４】実施例２実施例１で得られた上質紙の片面に、実験室において、
テストバーコーターを用いて塗料−３を１０ｇ／ｍ² の
割合で塗工、乾燥してインク受容性被覆層を形成し、同
様にして、塗料−４を裏面に塗工、乾燥し、裏面被覆層
を形成し、インクジェット記録用紙を作製した。

【００２５】塗料−３微粒子珪酸７５部（商標：ファインシール、トクヤマ製）シラノール化ポリビニルアルコール２５部（商標：Ｒ−１１３０、クラレ製）塗料−４フッ素系サイズ剤３５部（商標：アサヒガードＡＧ５３０、旭硝子製）ポリビニルアルコール６５部（商標：ＰＶＡ１１７、クラレ製）

【００２６】比較例１実施例１で得られた上質紙の片面に実験室においてテス
トバーコーターを用いて塗料−１を１０ｇ／ｍ² の割合
で塗工、乾燥してインク受容性被覆層を形成し、インク
ジェット記録用紙を作製した。

【００２７】比較例２実施例１で得られた上質紙の片面に実験室においてテス
トバーコーターを用いて塗料−２を１０ｇ／ｍ² の割合
で塗工、乾燥してインク受容性被覆層を形成し、同様に
して、塗料−５を裏面に塗工、乾燥し、裏面被覆層を形
成し、インクジェット記録用紙を作製した。

【００２８】塗料−５ポリビニルアルコール１００部（商標：ＰＶＡ１１７、クラレ製）

【００２９】これらの各塗工紙の評価結果を表１に示
す。インクジェット記録特性の評価は次の方法によっ
た。インクジェットプリンター（商標：ＢＪＣ−８２０
Ｊ、Ｃａｎｏｎ製）を用い、インク吸収性、発色の鮮や
かさ、印字後の裏抜けについて行った。インク吸収性の
評価は、プリントしたインクが乾燥するまでの秒数を測
定した。５秒以下を○、６〜１０秒を△、１１秒以上を
×で示した。発色の鮮やかさは、イエロー、マゼンタ、
シアンのカラーインクの発色を目視で評価した。発色の
良いものを○、不十分なものを△、更に不良なものを×
で示した。裏抜けは、印字後、目視で裏面にインクが抜
けているか否かを評価した。抜けのないものを○、部分
的にピンホール状に抜けているものを△、大幅に抜けて
いるものを×とした。耐水性は、水を張ったバッドに用
紙の裏面側が水面につくように用紙を乗せ、１時間後の
表面（インク受容性被覆層側）への水の浸透具合を目視
で評価した。又、この時、用紙の端から浸透したものは
無視した。受容層側に浸透のないものを○、部分的に浸
透しているものを△、完全に浸透したものを×とした。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１からわかるように、実施例により得ら
れたインクジェット用記録シートは、インク吸収性、発
色の鮮やかさ、裏抜け、耐水性のいずれに関しても非常
に優れている。ただし、顔料にシリカを用いなかったも
のは、発色、インク吸収性がやや劣った（実施例１）。
しかし、比較例より得られたインクジェット用記録シー
トは、裏抜け、耐水性共に実施例のものより劣った。

【００３２】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録用紙は、イ
ンクの吸収性、発色性に優れているだけでなく、インク
の裏抜け、耐水性に優れているため、紙の風合を失うこ
となく、例えば屋外で用いることを可能とするという効
果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルロースパルプを主成分とした基紙
と、この基紙の一面上に形成され、かつ白色顔料と樹脂
とを主成分として含むインク受容性被覆層と、前記基紙
の反対面上に形成された裏面被覆層とを有し、前記裏面
被覆層中にフッ素系サイズ剤を含有することを特徴とす
るインクジェット記録用紙。
【請求項２】前記インク受容性被覆層中の白色顔料と
して微粉合成シリカを含有することを特徴とする請求項
１記載のインクジェット記録用紙。
【請求項３】前記インク受容性被覆層中の樹脂として
シラノール化ポリビニルアルコールを含有することを特
徴とする請求項１記載のインクジェット記録用紙。