JP4064362B2 - インクジェット記録媒体 - Google Patents
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Description
一方、高光沢のインクジェット記録用紙を得る技術として、いわゆるキャストコート法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。キャストコート法は、加熱した鏡面仕上げ面(鏡面ドラム)に、プレスロールを介して湿潤状態のインク受容層を圧接させて乾燥させるものである。このとき、ドラム表面の光沢面をインク受容層に写し取ることにより、良好な光沢面を得ることができる。
従って、本発明の目的は、インクジェット記録品質、特にインク吸収性が良好であるとともに、粉落ち発生が少ないインクジェット記録媒体を提供することにある。
一方、糖アルコールを含むアンダー層が存在すると、糖アルコールによりアンダー層中のポリビニルアルコールが可塑化し、断裁時のインク受容層の変形をアンダー層が吸収する。このため、塗工層の薄い部分で無理に断裁することがなく、断裁切口がきれいな垂直面となってインク受容層中の顔料の脱落が低減すると考えられる。
前記アンダー層の顔料は合成シリカであることが好ましく、前記インク受容層はキャストコート法により形成されていることが好ましい。
前記ソルビトール又はキシリトールが前記アンダー層中に0.05〜10質量部含有されていることが好ましい。
支持体としては、公知のものを適宜選択して使用することができるが、特に紙(塗工紙、未塗工紙等)を用いることが好ましい。紙の原料パルプとしては、化学パルプ(針葉樹の晒または未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒または未晒クラフトパルプ等)、機械パルプ(グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等)、脱墨パルプ等を単独または任意の割合で混合したものが挙げられる。紙のpHは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでもよい。また、紙中に填料を含有させることによって、紙の不透明度を向上させることが好ましい。上記填料は、水和珪酸、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、合成樹脂填料等、公知の填料の中から適宜選択して使用することができる。
アンダー層は、顔料とポリビニルアルコールと糖アルコールとを含有する。
[顔料]
顔料としては、合成シリカ、アルミナやアルミナ水和物(アルミナゾル、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト等)、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機顔料、及びプラスチックピグメント、尿素樹脂等の有機顔料を用いることができる。
合成シリカとしては、ゲル法や、沈降法等、湿式法で製造したシリカや、炭酸カルシウム複合シリカ等を用いることができる。又、ゲル法で製造され、乾式粉砕されたシリカ(比表面積が大きく、密な凝集構造をとる)も使用できる。特に、炭酸カルシウム複合シリカを用いると、インク吸収性、粉落ち防止性をともに満足することができる。炭酸カルシウム複合シリカ(CaCO3 ・nSiO2 )は、珪酸ソーダ(Na2 O・nSiO2 )に塩化カルシウム(CaCl2 )を反応させて得られた珪酸カルシウム(CaO・nSiO2 )に炭酸ガス(CO2 )を吹き込むことにより容易に得ることができる。又、湿式粉砕した重質炭酸カルシウムの表面をカチオンポリマーで修飾してシリカを複合させることで、炭酸カルシウム複合シリカを得ることもできる。
ポリビニルアルコール(PVA)は結着剤として機能する。ポリビニルアルコールは他の結着剤よりも透明性が高く印字画像の発色性がよく、また、他の結着剤に比べて塗膜強度が強く、少ない配合量でも結着力を保つことができるため、塗工層内の細孔に入り込む結着剤の量が少なくなり、結果として塗工層の空隙を保つことができる。そして、塗工層の空隙が多くなると、インク吸収性が向上する。
糖アルコールは、ポリビニルアルコールを可塑化するものであり、可塑化によってアンダー層が柔軟となり、断裁時のインク受容層の変形をアンダー層が吸収できるものと考えられる。又、糖アルコールは皮膜性に優れているため、アンダー層を柔軟にすることができる。さらに、インク受容層やアンダー層は低湿状態では硬く脆いが、高湿状態では柔軟になる傾向にある。そして、糖アルコールはそれ自体で保湿性があるため、糖アルコールを含有させることで紙中水分を高め、インク受容層やアンダー層を柔軟にすることも考えられる。これらの理由により、断裁時の紙粉低減に効果を発揮すると考えられる。
なお、通常、インクジェット記録媒体の断裁はギロチンカッター等でなされる。ギロチンカッターは、例えば、片面が平面で他面が先端方向に向かって薄肉になっている断裁刃を有し、金属平盤上に重ね揃えた平版紙の上から断裁刃を降ろして断裁するようになっている。
特に、分子量が100〜400で、融点が70〜180℃の糖アルコールを用いると、ポリビニルアルコールの可塑効果が大きくなり、紙粉を有効に抑制できる。このような範囲の糖アルコールとして、ソルビトールが該当する。
アンダー層の表面には、顔料と結着剤を含むインク受容層が設けられる。
[顔料]
顔料は、インク受容層におけるインク吸収性を向上させるために必須の成分である。顔料としては、合成シリカ、アルミナやアルミナ水和物(アルミナゾル、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト等)、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機顔料、及びプラスチックピグメント、尿素樹脂等の有機顔料を用いることができる。特に、インク吸収性、光沢性の点からアルミナ水和物が好ましく、さらにアルミナがより好ましい。アルミナやアルミナ水和物は、合成シリカと併用することが好ましい。
なお、インク受容層中に顔料を配合しない場合、断裁時に紙粉は発生しないが、インク吸収性が低下するので、画像品質の高いインクジェット記録媒体が得られない。
結着剤としては、従来の塗工紙に用いられる公知の結着剤を用いることができる。特に、ポリビニルアルコールを用いると、インク受容層の透明度が向上すると共に銀塩写真に匹敵する高光沢が得られ、さらに印字濃度が向上し、鮮やかな記録画像を得ることができる。ポリビニルアルコールの鹸化度、重合度は適宜選択できる。又、ポリビニルアルコールに加え、本発明の効果を損なわない範囲で他の結着剤、例えば酸化澱粉、エステル化澱粉等の澱粉類、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、ポリビニルピロリドン、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、スチレン−アクリル樹脂及びその誘導体、スチレン−ブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、塩化ビニルエマルジョン、ウレタンエマルジョン、尿素エマルジョン、アルキッドエマルジョン及びこれらの誘導体等を併用してもよい。
なお、結着剤としてポリビニルアルコールと、他の結着剤とを併用した場合、結着剤Z全体に対するポリビニルアルコールの割合を30質量%以上、特に50質量%以上とすることが好ましい。ポリビニルアルコールの割合が30質量%未満であると、白紙光沢が出にくい傾向にある。
アンダー層とインク受容層は、インクジェット記録媒体の断面を電子顕微鏡などで観察することにより容易に判別できる。特にインク受容層がキャストコート法で設けられている場合、アンダー層に空隙が多く見られる一方、キャスト層(インク受容層)は空隙が少なくて顔料と結着剤の区別が無く均一層に見える。
なお、発色性が低下する恐れがあることから、アンダー層より上層にソルビトールは含まない方が好ましい。
本発明においては、好ましくはインク受容層をキャストコート法で形成することで、銀塩写真に匹敵する高光沢が得られる。キャストコート法は、加熱した鏡面仕上げ面(鏡面ドラム)に、プレスロールを介して湿潤状態のインク受容層を圧接させて乾燥させるものである。このとき、ドラム表面の光沢面をインク受容層に写し取ることにより、良好な光沢面を得ることができる。特に、インク受容層を凝固させる液(以下、「凝固液」という)を湿潤状態のインク受容層に塗布してから鏡面仕上げ面に圧着する、いわゆる「凝固キャストコート法」は、鏡面仕上げ面の写し取りが容易であり、インク受容層表面の微小な凹凸を低減できるので、銀塩写真並みの高光沢を得やすい。
一方、キャストコート法を用いてインク受容層表面を光沢化すると、通常のマット表面に比べ、断裁時の粉落ち、切り口のざらつきや毛羽立ちが目立ち易くなるが、上記したように、本発明によれば上記不具合を防止することができる。
又、インク受容層に処理液を塗布する方法は特に制限されず、公知の方法(例えばロール方式、スプレー方式、カーテン方式等)の中から適宜選択すればよい。
さらに、鏡面ドラムからのインク受容層の剥離を容易にするため、インク受容層用塗工液および処理液に、剥離剤を添加してもよい。ここで、剥離剤の融点は90〜150℃であることが好ましく、特に95〜120℃であることが好ましい。上記の範囲においては剥離剤の融点が鏡面仕上げの金属表面温度とほぼ同等となるため、剥離剤の剥離能が最大となる。
叩解度285mlの広葉樹晒クラフトパルプ(L−BKP)100部からなるパルプに、酸化チタン4部、カチオン澱粉(ケイト304L:日本エヌエスシー社製の製品名)0.4部、硫酸アルミニウム1.0部、合成サイズ剤0.1部、及び歩留向上剤0.02部を添加してパルプスラリーを調製し、このパルプスラリーに対し抄紙機を用いて抄紙し、支持体を得た。
上記支持体の両面に、ゲートロール装置によって片面当りの乾燥塗工量が1.5g/m2となるようにデンプンを塗工し、その一方の面に、ブレード方式で下記の塗工液Aを乾燥塗工量が7g/m2となるように塗工し、アンダー層を形成した(この塗工紙の坪量180g/m2)
塗工液A:合成シリカ(ファインシールX−37B:株式会社トクヤマの製品名)100部、D−ソルビトール(ソルビットD−70:東和化成工業株式会社の製品名)0.75部、SBラテックス(LX438C:住友化学工業株式会社の製品名)5部、ポリビニルアルコール(PVA117:株式会社クラレの製品名)20部、サイズ剤(ポリマロン360:荒川化学工業株式会社の製品名)5部を配合して、固形分濃度20%の塗工液を調製した。
上記塗工紙におけるアンダー層上に、下記塗工液Bを乾燥塗工量が20g/m2となるようにロールコーターで塗工してインク受容層とし、該層が湿潤状態にあるうちに、下記凝固液Cを用いてこの層を凝固させ、次いで、プレスロールを介し、105℃に加熱された鏡面ドラム表面にこの層を20秒間圧着して鏡面を写し取り、坪量200g/m2のインクジェット記録媒体を得た。
塗工液B:顔料としてシリカ(サイロジェット703C:グレースジャパン株式会社の製品名、平均粒子径330nm)40部、高純度アルミナ(AKP−G015:住友化学工業株式会社の製品名、平均粒子径100nm以下)30部、高純度アルミナ(UA5605:昭和電工株式会社の製品名、平均粒子径2.8μm)30部、バインダーとしてポリビニルアルコール(PVA224:株式会社クラレの製品名)13部、及び消泡剤0.2部を配合して、固形分濃度28%の塗工液を調製した。
凝固液C:ほう砂(無水物換算)4部、ほう酸4部、及び剥離剤(FL−48C:東邦化学工業社の製品名)0.25部を配合し、固形分濃度4.7%の凝固液を調製した。
塗工液Aにおいて、D−ソルビトール(ソルビットD−70)を配合しなかったこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
塗工液Aにおいて、D−ソルビトール(ソルビットD−70)を配合しなかったこと以外は、実施例4と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
塗工液Aにおいて、D−ソルビトール(ソルビットD−70)を配合しなかったこと以外は、実施例7と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
塗工液Aにおいて、D−ソルビトール(ソルビットD−70)を配合しなかったこと以外は、実施例12と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
各実施例及び比較例で得られたインクジェット記録媒体について、インク吸収性、白紙光沢度、及び断裁特性の評価を以下の方法で行った。
インクジェットプリンター(PM−950C:セイコーエプソン株式会社の製品名(染料インク使用))を用い、レッド(マゼンタとイエローの混色)とグリーン(シアンとイエローの混色)のベタ画像が隣接するパターンを印字し、その境界部における滲み(ブリード)を下記の基準によってインク吸収性を目視で評価した。レッドとグリーンの境界部の滲み(ブリード)は黒色となり、より厳密な評価ができる。
◎:境界部で滲みが全く認められない
○:境界部で滲みがほとんど認められない
△:境界部で滲みが多少認められる
×:境界部で滲みが著しく認められる
JIS Z8741の方法に準じて測定し、白紙部分の20度鏡面光沢度を白紙光沢度とした。白紙光沢度が15%以上であれば、銀塩写真並の光沢感を有している。
A4サイズのインクジェット記録媒体400枚を同方向に積み重ね、事前に恒温恒湿室にてJISP8127に定める紙中水分が6.5±0.1%となるよう調湿し、インク受容層側の面と反対面側から、平判断裁機(ポーラー製、型番115EMC)を用いて、幅方向に4回断裁した際の合計紙粉量を測定した(mg)。なお、断裁刃の刃種は高速度鋼であり、刃角21°、刃厚12.7mm、クランプ圧1.3tであった。当然ながら、紙粉量が少ない方がよい。又、紙粉量に応じて以下の基準により評価した。
◎:紙粉量5mg未満(見た目にも紙粉が極めて少ない)
○:紙粉量5〜10mg(見た目にも紙粉が少ない)
△:紙粉量10〜20mg(見た目に紙粉がやや多い)
×:紙粉量20mg超(見た目に紙粉が極めて多い
上記断裁時の、断裁刃の非垂直面側(片面が平面で他面が先端方向に向かって薄肉になっている断裁刃において、他面側)の断裁面切り口を目視で評価した。
◎:ざらつき・毛羽立ちが全く認められない
○:ざらつき・毛羽立ちがわずかに認められる
△:ざらつき・毛羽立ちが明らかに認められる
×:ざらつき・毛羽立ちが著しく認められる
Claims (6)
- 支持体の少なくとも片面に、顔料と、前記顔料100質量部に対し15〜60質量部のポリビニルアルコールと、ソルビトール又はキシリトールとを含有するアンダー層を一層以上設け、該アンダー層の表面に顔料と結着剤を含むインク受容層を一層以上設けたことを特徴とするインクジェット記録媒体。
- 前記アンダー層の顔料の吸油量が100〜300ml/100gであ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媒体。
- 前記ソルビトール又はキシリトールの分子量が100〜400であり、融点が70〜180℃であることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット記録媒体。
- 前記アンダー層の顔料は合成シリカであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインクジェット記録媒体。
- 前記インク受容層はキャストコート法により形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録媒体。
- 前記ソルビトール又はキシリトールが前記アンダー層中に0.05〜10質量部含有されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のインクジェット記録媒体。
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