JPH11240242A

JPH11240242A - インクジェット記録シート

Info

Publication number: JPH11240242A
Application number: JP10043813A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Suzuki; 勝人鈴木; Kozo Tajiri; 耕三田尻
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 1999-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】水性インクジェット方式のプリンターを用い
て、高品位の画像を得ることができ、しかも安価な顔料
を主成分とするインク受容層を設けた用紙でも耐水性及
びインク定着性が高く、更に画像濃度が高く高精細の画
像が得られるインクジェット記録シートを提供する。【解決手段】支持体にインク受理層を設けたインクジ
ェット記録シートであって、インク受理層が主としてア
ルミノシリケート微粒子、顔料、バインダーからなり、
該アルミノシリケート微粒子がカチオン性であって、平
均粒子径が５ｎｍ〜１μｍ含有量が０．５重量％〜２０
重量％であるインクジェット記録シートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパソコン用などの各
種プリンターに使用されるインクジェット記録シートに
関し、特に耐水性、インク定着性に優れるインクジェッ
ト記録シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェト記録方式は種々の方法でイ
ンクの小液滴をノズルより飛翔させ、インクジェット記
録シートにインク液滴を付着吸収させて記録を行う方法
である。この方法は騒音が少なく高速で記録することが
可能であり、またカラー化にも対応できるなどの特徴を
有している。近年パーソナルコンピューターの高性能化
や、マルチメディアの普及により、カラーを含む文書
や、カラーイメージなどを、オフィスや家庭で印刷出力
したいという要望が高まり、インクジェット記録方式は
こうした目的に最適な記録方式と考えられており、この
方式に対応し、カラーの印刷出力に適したインクジェッ
ト記録シートが望まれている。

【０００３】従来インクジェト記録シートとしては通常
パルプ紙の表面に、吸液性の高い微粒シリカや炭酸カル
シウムなどの顔料とポリビニルアルコールや水溶性樹脂
と混合して得た塗料を塗布したインクジェト記録シート
が使用されていた。特開昭６２−１５０８４号公報には
支持体上に、合成微粒子シリカを主原料とする少なくと
も一層以上のインク受理層を有するインクジェト記録媒
体が開示されている。

【０００４】しかし一般にインクジェット記録方式で使
用される染料はアニオン性の酸性染料又は直接染料であ
るため、アニオン性であるシリカを主として含むインク
受理層ではインク染料が定着しにくく、画像が水滴など
によりにじんだり、高精細な画像が得られないなどの問
題点があった。

【０００５】すでに特開昭６０ー２１９０８４号公報で
は、支持体上に、少なくとも一層のインク受理層が設け
られた記録媒体において、インク受理層中にカチオン性
コロイダルシリカを含有することを特徴とするインクジ
ェット記録用媒体を開示している。しかしここで使用さ
れるカチオン性コロイダルシリカは珪素と酸素から構成
されるコロイダルシリカ粒子表面に、アルミニウムなど
のカチオン性金属被膜を形成してカチオン処理を施した
ものである。したがって、コロイダルシリカの製造工程
に引き続いて、カチオン化処理を別に施す必要があり、
工業的に使用するには生産性、あるいはコストの点から
問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、水性インク
ジェット方式のプリンターを用いて、高品位の画像を得
ることができ、しかも安価な顔料を主成分とするインク
受理層を設けた用紙でも耐水性及びインク定着性が高
く、更に画像濃度が高く高精細の画像が得られるインク
ジェット記録シートを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下の構成を採用する。即ち、本発明の第
１の発明は「支持体にアルミノシリケート微粒子、顔
料、及びバインダーを含有するインク受理層を設けたイ
ンクジェット記録シートで、該アルミノシリケート微粒
子はカチオン性であり、受理層中に０．５重量％〜２０
重量％含有されることを特徴とするインクジェット記録
シート」である。本発明の第２の発明は、「第１の発明
において、該アルミノシリケート微粒子の平均粒径が５
ｎｍ〜１μｍであるインクジェット記録シート」であ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるアルミノシリ
ケート微粒子は珪酸アルコキシドとアルミニウムアルコ
キシドを混合加水分解法で得られるものであり、そのよ
うなアルミノシリケート微粒子の製造法は本出願人によ
り、特開平９−２３４９４８号公報で開示されている。
即ち有機溶媒中に珪酸アルコキシドとアルミニウムアル
コキシドとを分散し、水および必要に応じて酸触媒の存
在下で混合加水分解を行うことにより製造される。

【０００９】混合加水分解方法としては例えばアルミニ
ウムアルコキシドを酸触媒とともに有機溶媒中で分散さ
せた分散液と、珪酸アルコキシドと酸触媒を水中に分散
させた分散液とを混合し、混合加水分解する方法や、ア
ルミニウムアルコキシドを酸触媒とともに有機溶媒中で
分散させた分散液と、珪酸アルコキシドと水を酸触媒と
ともに有機溶媒中で部分的に加水分解した分散液とを混
合し、更にこの混合液に酸触媒を含む水を添加し、混合
加水分解する方法などを例示することができる。

【００１０】上記アルコキシドの配合比率を調節するこ
とによりアルミノシリケート微粒子中のアルミナ成分
（Ａｌ₂Ｏ₃）とシリカ成分（ＳｉＯ₂）の比率は任意に
制御することができるが、本発明では水中でカチオン性
を示すものを使用する。ここで述べるカチオン性とは該
微粒子を水中でゼータ電位を測定した場合、正の値をと
ることを意味する。本発明に使用するアルミノシリケー
ト微粒子のゼータ電位は好ましくは、+５ｍＶ〜+７０ｍ
Ｖ、より好ましくは+１０ｍＶ〜+６０ｍＶである。水中
でカチオン性を示すアルミノシリケート微粒子のアルミ
ナ成分とシリカ成分の比率は製造方法によって異なる
が、おおよそ、アルミナ：シリカのモル比で９９．９:
０．１〜３０:７０の範囲である。

【００１１】アルミノシリケート微粒子の平均粒子径は
５ｎｍ〜1μｍが好ましい。ここでの平均粒子径は光子
相関法に基づくレーザー粒度計により測定した値であ
る。５ｎｍよりも平均粒子径が低いと、アルミノシリケ
ート微粒子を含むゾルをバインダーと混合し、塗料を調
整したとき増粘することがあるので好ましくない。ま
た、平均粒子径が1μｍを越えるとインクの定着能力が
小さくなり、耐水性が劣る傾向となるので好ましくな
い。

【００１２】本発明のインク受理層は少なくともアルミ
ノシリケート微粒子とバインダー、及び顔料を配合した
ものである。アルミノシリケート微粒子の配合量は乾燥
重量で受理層の全固形分の０．５重量％〜２０重量％が
好ましい。配合量が０．５重量％未満ではアルミノシリ
ケート微粒子配合によるインク染料定着性の効果が十分
でなく、逆に２０重量％以上ではインク染料定着性はほ
とんど向上しないので経済的に不利であり、逆にインク
の吸収速度が遅くなって、画質が悪化する場合があるの
で望ましくない。より好ましい範囲は５重量％〜１５重
量％である。

【００１３】インク受理層に含まれる顔料としてはコロ
イダルシリカ、カチオン性コロイダルシリカ、アルミナ
ゾル、擬ベーマイト、無定型シリカ、カオリン、酸化チ
タン、クレー、焼成クレー、タルク、酸化亜鉛、酸化
錫、硫酸マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化アル
ミニウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、スメク
タイト、ゼオライト、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシ
ウム、酸化マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスチ
ックピグメント重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウ
ム等のほか、尿素ー樹脂系プラスチックピグメント、ベ
ンゾグアニン系プラスチックピグメントなどから適宜選
択して使用することができる。このような顔料の配合量
は乾燥重量で受理層の全固形分の４０〜９０重量％が望
ましい。４０重量％未満ではインク吸収性が不十分とな
り、９０重量％を越えると層強度の低下がおこる場合が
ある。

【００１４】インク受理層に配合するバインダーとして
は例えば完全ケン化ポリビニルアルコール、不完全ケン
化ポリビニルアルコール、カチオン化ポリビニルアルコ
ール、珪素含有ポリビニルアルコール、ポリビニルピロ
リドン、カゼイン、大豆カゼイン、変性大豆カゼイン、
合成蛋白質類、ゼラチン、澱粉、カチオン化澱粉、リン
酸エステル化澱粉、変性澱粉などの水溶性樹脂や、スチ
レンーブタジエン共重合体のジエン系ラテックス、アク
リル系重合体ラテックス、エチレンー酢酸ビニル共重合
体などのビニル系重合体ラテックス等のラテックス類な
どから適宜選択して使用することができる。なかでも重
合度２０００〜４０００の高重合度完全ケン化型ＰＶＡ
が塗膜の耐水強度の点から好ましい。バインダーはイン
ク受理層中に１０〜５９．５重量％の範囲から選択さ
れ、１５〜４０重量％が好ましい。

【００１５】基材シートとしては、プラスチックフィル
ム、パルプ紙、合成紙のいずれでも使用することができ
る。例えばプラスチックフィルムとしては、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、、ポリカーボネ
ート、ポリイミド、セルローストリアセテート、セルロ
ースジアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
フィルムが例示できる。

【００１６】またパルプ紙としては上質紙、中質紙、コ
ート紙、アート紙、キャストコート紙、板紙、合成樹脂
ラミネート紙、金属蒸着紙などが例示できる。

【００１７】支持体の厚さはインクジェット記録紙の最
終用途により決定されるが１５〜２００μｍ、坪量は２
０〜２００ｇ/ｍ²が好ましく用いられる。本発明のイン
ク受容層はブレードコーター、エアーナイフコーター、
ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、ロ
ッドブレードコーター、リップコーター、カーテンコー
ターなど公知の方法を用いて塗工することが出来る。塗
工量としては固形分として３ｇ／ｍ²〜１００ｇ／ｍ²の
範囲が有用である。塗工量が少ない場合にはインクの吸
収性が不足し、画像が悪化することがある。また塗工量
が１００ｇ／ｍ²を越えると、塗膜にヒビワレが生じや
すくなるほか、塗工が困難になる、コストを無用に引き
上げるなどの不都合が生じる。より好ましい範囲は１０
ｇ／ｍ²〜５０ｇ／ｍ²である。

【００１８】尚、以下に本発明の更に詳しい説明を実施
例により行うが実施例および比較例に記載した試験項目
の測定方法は次の通りである。＜微粒子の粒子径測定方法＞レーザー粒度分布計（大塚
電子株式会社製、商標ＬＰＡ３１００）にて測定した。
測定原理はレーザー法に基づくものである。この測定
は、ブラウン運動している液体中の粒子に、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザー光を照射して、レーリー散乱により光が散乱さ
れ、粒子の運動によりドップラーシフトするという原理
に基づく光散乱法によるものである。

【００１９】＜微粒子のゼータ電位測定方法＞ゼータ電
位測定計（日本シイベルへグナー株式会社製、商標ゼー
タサイザー２０００）にて測定した。この測定は液体中
に分散している荷電粒子を系全体に電場をかけることに
より移動させ、その移動度を測定することにより行われ
る。

【００２０】＜パルプの叩解度測定法＞パルプの叩解度
の測定は、ＴＡＰＰＩスタンダードＴ２００「研究室に
おけるパルプの処理法、ビーター法」及びＴ２２７「パ
ルプのフリーネス」に示された方法に依った。

【００２１】＜ステキヒトサイズ度＞ステキヒトサイズ
度の測定は、ＪＩＳＰ−８１２２「紙のステキヒトサ
イズ度試験方法」による方法を用いた。

【００２２】＜記録特性＞インクジェット記録用紙はカ
ラーインクジェットプリンター（セイコーエプソン社
製、商標ＰＭ７００Ｃ、ファイン専用紙モード）で印字
して評価した。印字の均一製はベタ印字をしたときの濃
度ムラの状態で観察し、評価した。インク吸収性はイン
クのにじみ具合を観察して評価した。耐水性は静水中に
一分間浸漬し、染料の溶出の状態を観察し、評価した。
印字の均一性、インク吸収性、耐水性の評価は、性能の
特に優れているものを◎、優れているものを○、通常の
品質のものを△、使用上欠陥のあるものを×として示
す。

【００２３】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもちろんこれらに限定されるもの
ではない。

【００２４】＜実施例１＞容量５リットルのガラス製反
応容器（セパラブルフラスコ、攪拌羽根、温度計付き）
にアルミニウムイソプロポキシド１３１．６ｇ(０．６
１モル、和光純薬工業製、純度９５％）とイソプロパノ
ール１．２５Ｋｇ(２０．８モル）を加え温度を７０℃
まで昇温し、アルミニウムイソプロポキシドを溶解し
た。これとは別に２００ｃｃのナスフラスコにシリコン
テトラエトキシド４７．３ｇ（０．２１６モル和光純薬
工業製、純度９５％）、イソプロパノール３８．８８ｇ
（０．６５モル）、水７．７８ｇ（０．４３２モル）を
仕込み、８５℃で６時間反応させた。そののち上記のア
ルミニウムイソプロポキシド溶解液に加え良く混合し
た。その後に蒸留水を混合液に４４６g(２４．８モル)
加え、同時に硝酸８．２３ｇ（６５％溶液、０．０８５
モル）を加え８５℃にて混合加水分解反応を行った。１
２時間反応させた後、得られた反応液を濃縮してイソプ
ロパノールを除去し、固形分濃度１５％のアルミノシリ
ケート微粒子の白色ゾルを得た。得られたゾルを製オー
トクレーブに仕込み、１６０℃、２時間の熱処理をおこ
なった。得られたゾルの乾燥物（１００℃にて乾燥）は
粉末Ｘ線回折では非晶質の構造をもっていた。平均粒子
径をレーザー粒度分布計にて測定したところ、１０ｎｍ
であった。またゼータ電位を測定したところ＋５５ｍＶ
であった。

【００２５】次に微粉シリカ（トクヤマ（株）製、商標
ファインシールＸ６０）６０部、ポリビニルアルコール
（クラレ製、商標ＰＶＡ１２４）２０部、上記製造工程
によるアルミノシリケート微粒子５部、水２５０部から
なる塗料１を調製した。これとは別に軽質炭酸カルシウ
ム２０部をフリーネス４００ｍｌに叩解した晒広葉樹ク
ラフトパルプ（白色度９１％）１００部の水中懸濁液に
添加し、カチオンデンプン１部、アルケニル無水コハク
酸系中性サイズ剤０．０５部を添加し、抄紙原料を得
た。常法により長網多筒式抄紙機を用いて６４ｇ／ｍ²
の上質紙を製造した。白色度９２％、炭酸カルシウム分
１５．０％で、ステキヒトサイズ度は５秒、紙のｐＨは
６．５であった。この紙の表面に上記塗料１を乾燥重量
で１０ｇ／ｍ²になるようにバーコーターを用いて塗
工、乾燥し、インク受理層を持つインクジェト記録シー
トを作成した。

【００２６】＜実施例２＞上記実施例１における硝酸の
量を１．０３ｇ（濃度６５％溶液、０．０１１モル）に
し、熱処理の温度を１２０℃にした以外は実施例１と同
様にしてアルミノシリケート微粒子を製造した。得られ
たゾルの乾燥物（１００℃にて乾燥）は粉末Ｘ線回折で
は非晶質の構造をもっていた。平均粒子径をレーザー粒
度分布計にて測定したところ、０．８μｍであった。ゼ
ータ電位を測定したところ、＋３６ｍＶであった。つぎ
に微粉シリカ（トクヤマ（株）製、商標ファインシール
Ｘ６０）６０部、ポリビニルアルコール（クラレ製、商
標ＰＶＡ１４０Ｈ）１５部、上記製造工程によるアルミ
ノシリケート微粒子１５部、水２５０部からなる塗料２
を調製した。この塗料２を乾燥重量で１０ｇ／ｍ²にな
るように実施例１で用いた上質紙にバーコーターを用い
て塗工、乾燥し、インク受理層を持つインクジェト記録
用シートを作成した。

【００２７】＜実施例３＞上記実施例１における硝酸の
量を４．１２ｇ（濃度６５％溶液、０．０４４モル）に
し、熱処理の温度を１２０℃にした以外は実施例１と同
様にしてアルミノシリケート微粒子を製造した。得られ
たゾルの乾燥物（１００℃にて乾燥）は粉末Ｘ線回折で
は非晶質の構造をもっていた。平均粒子径をレーザー粒
度分布計にて測定したところ、０．５μｍであった。ゼ
ータ電位を測定したところ、＋４８ｍＶであった。微粉
シリカ（トクヤマ（株）製、商標ファインシールＸ６
０）６０部、ポリビニルアルコール（クラレ製、商標Ｐ
ＶＡ１１７）１０部、上記製造工程のアルミノシリケー
ト微粒子１部、水２５０部からなる塗料３を調製した。
この塗料３を乾燥重量で１０ｇ／ｍ²になるように実施
例１で用いた上質紙にバーコーターを用いて塗工、乾燥
し、インク受理層を持つインクジェト記録用シートを作
成した。

【００２８】＜比較例１＞実施例１で用いた上質紙の表
面に微粉シリカ（トクヤマ（株）製、商標ファインシー
ルＸ６０）６０部、ポリビニルアルコール（クラレ製、
商標ＰＶＡ１２４）２０部、水２５０部からなる塗料４
を乾燥重量で１０ｇ／ｍ²になるように実施例１で用い
た上質紙にバーコーターを用いて塗工、乾燥し、インク
受理層を持つインクジェト記録シートを作成した。

【００２９】＜比較例２＞実施例１で用いた上質紙の表
面に微粉シリカ（トクヤマ（株）製、商標ファインシー
ルＸ６０）６０部、ポリビニルアルコール（クラレ製、
商標ＰＶＡ１４０Ｈ）２０部、水２５０部からなる塗料
５を乾燥重量で１０ｇ／ｍ²になるように実施例１で用
いた上質紙にバーコーターを用いて塗工、乾燥し、イン
ク受理層を持つインクジェト記録用シートを作成した。

【００３０】＜比較例３＞実施例１で用いた上質紙の表
面に微粉シリカ（トクヤマ（株）製、商標ファインシー
ルＸ６０）６０部、ポリビニルアルコール（クラレ製、
商標ＰＶＡ１１７）１０部、水２５０部からなる塗料６
を乾燥重量で１０ｇ／ｍ²となるように実施例１で用い
た上質紙にバーコーターを用いて塗工、乾燥し、インク
受理層を持つインクジェト記録用シートを作成した。

【００３１】＜比較例４＞実施例１で用いた上質紙の表
面に微粉シリカ（トクヤマ（株）製、商標ファインシー
ルＸ６０）６０部、ポリビニルアルコール（クラレ製、
商標ＰＶＡ１１７）１０部、実施例３で製造したアルミ
ノシリケート微粒子３０部水２５０部からなる塗料６を
乾燥重量で１０ｇ／ｍ²となるように実施例１で用いた
上質紙にバーコーターを用いて塗工、乾燥し、インク受
理層を持つインクジェト記録用シートを作成した。これ
らの各インクジェット記録用紙の評価結果を表１に示
す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から明らかなように、本発明によれば
支持体の少なくとも一方の表面に、平均粒子径が５ｎｍ
〜1μｍであるアルミノシリケート微粒子と填料、バイ
ンダーを主成分とするインク受容性被覆層を設けること
で、インクジェット記録による画像の均一性、インク吸
収性、耐水性を満足させることができるが、（実施例１
〜３、アルミノシリケート微粒子を含まないと印字物の
耐水性が低下し（比較例１〜３）、また配合量が２０重
量％をこえると画像の均一性インク吸収性が低下する
（比較例４）。

【００３４】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録用紙は、印
字が鮮明で、インクの吸収性に優れ、均一な画質を有
し、印字物の耐水性にも優れており、従来の記録紙では
達成できない高解像度、高速、および汎用のインクジェ
ット・プリント・システムを可能ならしめるという効果
を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体にアルミノシリケート微粒子、顔
料、及びバインダーを含有するインク受理層を設けたイ
ンクジェット記録シートで、該アルミノシリケート微粒
子はカチオン性であり、受理層中に０．５重量％〜２０
重量％含有されることを特徴とするインクジェット記録
シート。
【請求項２】該アルミノシリケート微粒子の平均粒径
が５ｎｍ〜１μｍである請求項１に記載のインクジェッ
ト記録シート。