JP4378365B2

JP4378365B2 - インクジェット記録用紙

Info

Publication number: JP4378365B2
Application number: JP2006184111A
Authority: JP
Inventors: 茂樹伊藤; 健夫鈴木; 陽一野口
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2006-07-04
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2026-07-04
Also published as: JP2008012716A

Description

本発明は、インクジェット記録用紙に関する。

インクジェット記録方式は、高速記録が可能であり、多色化が容易であり、さらに騒音を防ぐことができるので多方面で利用されている。インクジェット記録方式に使用するインクは多量の溶媒を含んでいるため、溶媒を速やかに用紙に浸透させる必要があり、当初は上質紙やマット調塗工紙のインクジェット記録用紙が主流であった。近年は、デジタルカメラの急速な普及も影響し、鮮明な印刷画像が得られる用紙への要求が高まり、いわゆるキャストコート紙等の高光沢なインクジェット記録用紙の需要度が増してきた。

インクジェット記録用紙に要求される特性は、用途により異なる。例えば、デジタルカメラの画像をインクジェットプリンタにより葉書に印刷する場合は、葉書として使用されるインクジェット記録用紙は、光沢面のインクジェット印刷適性のみでなく、他の種々の特性が要求される。種々の特性として、宛名印刷面となる反光沢面のオフセット印刷適性、高い不透明度、光沢面の高光沢度等が挙げられる。通常、葉書の宛名印刷面には、予め郵便番号の枠、切手に相当する部分の模様等がオフセット印刷で施され、年賀葉書の場合は、さらにくじ等がオフセット印刷で施される。葉書用のインクジェット記録用紙に要求される特性の一つである高い不透明度等を達成するために、基材に酸化チタン及び炭酸カルシウムを含む填料を配合したインクジェット記録用紙が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１５５１０号公報

インクジェット記録用紙の基材に添加する填料は、インクジェット記録用紙の不透明度の向上に寄与する一方、填料が多い場合は、ギロチン断裁時に断裁刃に紙粉が堆積しやすいという問題がある。特に酸化チタンを多く配合しすぎると、紙粉の堆積のみでなく、光沢度が低下するという問題がある。紙粉の堆積は、バインダーを多く含む塗工層を形成することにより改善されるが、このような塗工層はインク吸収の妨げとなり、インク吸収スピードが低下してしまうこととなる。上述のように、用途に応じてインクジェット記録用紙に求められる特性は異なり、いずれの用途にも適しているインクジェット記録用紙を提供することはできないが、例えば葉書用途に特化しても、全ての要求を満足するものはなかった。

本発明は、従来のインクジェット記録用紙では同時に達成されなかった複数の特性を有するインクジェット記録用紙を提供し、例えば葉書用途に適したインクジェット記録用紙を提供する。

本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、基材中に酸化チタンを所定の割合で高配合し、インク受容層にバインダーとしてアクリル酸エステル系樹脂を含有し、光沢層にはバインダーとしてアクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂を含有することで上記課題が達成されることを見出した。

すなわち、本発明は、基材、インク受容層及び光沢層を備え、前記基材の一方の面上に前記インク受容層及び前記光沢層が順次積層されているインクジェット記録用紙であって、前記基材は、ＪＩＳＰ８２５１に準じた灰分率が１５〜２０重量％であり、全灰分の３０重量％以上を占める酸化チタンを含有し、前記インク受容層は、アクリル酸エステル系樹脂をバインダーとして含有し、前記光沢層は、アクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂をバインダーとして含有する。

前記基材は、好ましくは、全灰分の２０重量％以上を占めるタルクを含む。

上記インクジェット記録用紙は、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−２に準じたインターナルボンドが好ましくは６０〜９４ｍＪである。

本発明のインクジェット記録用紙は、インクジェットプリンタでの搬送ギアによる穴あきがほとんど無く、反光沢面のオフセット印刷適性、光沢面のインクジェット印刷適性を有する。

本発明のインクジェット記録用紙は、基材、インク受容層及び光沢層を備え、前記基材の一方の面上に前記インク受容層及び前記光沢層が順次積層されているインクジェット記録用紙であって、前記基材は、ＪＩＳＰ８２５１に基づく灰分率が１５〜２０重量％であり、全灰分の３０重量％以上の酸化チタンを含有し、前記インク受容層は、アクリル酸エステル樹脂をバインダーとして含有し、前記光沢層は、アクリル酸エステル樹脂及びウレタン樹脂をバインダーとして含有する。

基材に用いるパルプとしては、例えば針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）等の化学パルプ；サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、リファイナーメカニカルパルプ（ＲＭＰ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、サーモグランドパルプ（ＴＧＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、ストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＰＧＷ）等の機械パルプ；デインキングパルプ（ＤＩＰ）、ウェストパルプ（ＷＰ）等の化学パルプや機械パルプ由来の古紙パルプ等が挙げられ、これらの中から１種又は２種以上を選択して用いることができる。これらのうち、白色度、平滑性向上の点から、ＬＢＫＰを原料パルプ全量の８０〜１００重量％用いることが好ましい。

パルプのカナダ標準濾水度（フリーネス）は３５０〜５００ｍｌとすることが好ましい。３５０ｍｌ未満では基材のクッション性が低下し、反光沢面印刷適性が低下する。５００ｍｌを超えると、基材の強度が低下し、ギロチン断裁時に紙粉が発生する。

基材は、ＪＩＳＰ８２５１に準じた灰分率が１５〜２０重量％となるように、填料を含有する。填料は、平滑性向上によりオフセット印刷でのムラ改善、葉書用途として使用するための不透明度向上、パルプの繊維間結合を抑え基材に空隙が商事クッション性を向上させインクジェットプリンタにおける搬送ギアによる穴あきの低減、連続印字時の搬送ロール押し付けによって反光沢面−光沢面の擦れによる光沢面への傷の低減に寄与する。灰分率が１５重量％未満では光沢面にキズが入りやすく、２０重量％を超えると反光沢面印刷時にブランケットへ紙粉が付着しやすく、また断裁時に紙粉が発生しやすい。

填料は、前記基材の全灰分の３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上を占める酸化チタンを含有する。酸化チタンは屈折率が高く不透明性向上に寄与し、基材の平滑性を高めオフセット印刷適性向上にも寄与するが、３０重量％未満では葉書用途での不透明性が得られにくく、印刷ムラも発生しやすくなる。酸化チタンの比重は４程度と大きく、抄紙設備によっては白水中で分散せずに凝集し、紙面に塊（欠陥）として現れる場合がある。他のクレー、タルク、炭酸カルシウム等の填料は比重２〜３程度である。操業性（抄紙性）改善のため、分散性が良好であり、硬度が低くクッション性もあるタルクを前記基材の全灰分に対して２０重量％以上含有することが好ましい。他のクレー、炭酸カルシウム等の填料も使用することはできるが、前述のオフセット印刷適性、クッション性を低下させないため、酸化チタンとタルクとを合わせた重量が全灰分に対して９０重量％以上であることが好ましい。なお、基材中の全灰分に占める各成分の比率は、基材を灰化後、Ｘ線元素分析により測定した値である。

また、前記基材は澱粉を含有することが、オフセット印刷時の表面強度向上や紙粉低減の点で好ましく、基材中の含有量は５〜１０ｇ／ｍ^２が好ましい。基材は、上記成分以外に、紙力増強剤、内添サイズ剤、外添サイズ剤、歩留向上剤等、公知のものを含むことができる。

インクジェット記録用紙の反光沢面は、葉書用途として使用される場合は宛名面として使用され、インクジェット適性のみでなく、図柄や郵便番号等のオフセット印刷適性、筆記性が要求される。したがって、基材の反光沢面に対応する側の面（以下、「反光沢面」とする）には、もう一方の面上に形成されるインク受容層塗工前または塗工後に、デンプン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルエーテル、カゼイン、ゼラチン等を塗工することができる。特に平均重合度１５００〜３０００、ケン化度９７％以上である完全ケン化ポリビニルアルコールを使用することが、インク吸収性や耐擦過性の点で好ましい。塗工量は特に限定されないが、例えば０．１〜１．０ｇ／ｍ^２程度とすることができる。

インクジェット記録用紙の光沢面は、インクジェット印刷を施す面となる。基材の光沢面に対応する側の面（以下、「光沢面」とする）上には、インクを吸収して乾燥させるため、顔料およびバインダーを含むインク受容層を設けており、顔料としては、非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、炭酸マグネシウム、過硫酸バリウム、珪酸マグネシウム等を使用することができるが、特に非晶質シリカは細孔容積が大きいためインク吸収性が良好であり、好ましい。

前記顔料を基材に接着させるバインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、スチレンブタジエン共重合体、酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、酸化澱粉、エーテル化澱粉、アクリル酸エステル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等のうち、少なくとも１種類以上を選択して使用することができる。通常は表面強度とインク吸収性は相反する効果であるが、アクリル酸エステル系樹脂は表面強度向上に寄与しつつも、インク吸収性の低下が抑制されるため好ましく、配合量は顔料１００重量部に対して有効成分で５〜１５重量部配合することが好ましい。５重量部未満では反光沢面へのオフセット印刷時にブランケットに紙粉が堆積しやすく、１５重量部を超えると、塗工液の粘度上昇による均一な塗工層の形成が困難になる等、操業性が悪化する。その他のバインダーとしてはＰＶＡ及びＥＶＡを併用し、インク受容層におけるバインダー含有量は、顔料１００重量部に対して有効成分で３０〜７０重量部含有することが、インク吸収性、表面強度の点で好ましい。

インク受容層上には、顔料及びバインダーを含む光沢層を設ける。光沢層の顔料としては、前記インク受容層と同様のものを使用することができるが、アルミナとコロイダルシリカを組み合わせて用いることが好ましく、配合重量比率はアルミナの重量：コロイダルシリカの重量＝４０〜５０：６０〜５０とすることがインク吸収性と光沢・写像性を満足させることができ、特に好ましい。

光沢層のバインダーとしては前記インク受容層と同様のものを使用することができる。アクリル酸エステル系樹脂は、表面強度向上に寄与するのみでなくインク吸収性、写像性向上にも優れている。バインダーとして、アクリル酸エステル系樹脂に、さらにウレタン樹脂を併用することで、インクジェットプリンタでの搬送ギアによる穴あきを低減させることができるので好ましい。ＪＩＳＨ８６８６−２に準じた写像性は、何れか一方の場合は３０％程度となり、併用した場合は６５％以上となる。したがって、併用することにより写像性が大きく向上し好ましい。配合部数は、顔料１００重量部に対して、アクリル酸エステル系樹脂を有効成分で１０〜３０重量部、ウレタン樹脂を有効成分で２〜５重量部配合することが、オフセット印刷適性及びインクジェット印刷適性の点から好ましい。

インク受容層、光沢層の塗工液の塗布方法としては、特に制限はないが、例えばエアーナイフ、ロールコーター、バーコーター、コンマコーター、ブレードコーター等の公知の塗工機を用いて塗工することができる。

反光沢面を、銀塩写真並の高い光沢を有する鏡面仕上げする方法としては、インク受容層用塗工液を塗布した塗工層の表面が湿潤状態にある間に、該塗工層を加熱した鏡面に圧接した後、乾燥して行う、いわゆるキャストコート法によることが好ましい。キャストコート法は、（１）塗工層が湿潤状態にある間に鏡面仕上げした加熱ドラムに圧着（圧接）して乾燥するウェットキャスト法（直接法）、（２）湿潤状態の塗工層を一旦（半）乾燥した後に再湿潤液により膨潤可塑化（湿潤）させ、鏡面仕上げした加熱ドラムに圧着し乾燥するリウェットキャスト法（再湿潤法）、（３）湿潤状態の塗工層を凝固液等の凝固処理によりゲル状態にして、鏡面仕上げした加熱ドラムに圧着し乾燥するゲル化キャスト法（凝固法）、の３種類に一般に分けることができる。本発明のインクジェット記録用紙の製造においては、いずれの方法をも採用することができる。

インクジェット記録用紙のＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−２に準じたインターナルボンドは、基材の灰分率および灰分中の成分と、基材のパルプのフリーネスを前記所定範囲内で調整し、６０〜９４ｍＪとすることが好ましい。６０ｍＪ未満では強度が弱いため葉書用途の場合は、葉書断裁時に紙粉が発生しやすく、９４ｍＪを超えると、クッション性がないためインクジェットプリンタでの搬送ギアによる穴あきが発生しやすい。

本発明のインクジェット記録用紙の用途は特に限定されないが、例えば葉書に使用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。実施例１〜２３、参考例１〜４、及び比較例１〜９のインクジェット記録用紙を試料として製造した。以下において、各部数は有効成分の部数とする。

（製造方法）
１．基材
原料として広葉樹晒クラフトパルプ１００％のパルプを使用し、各試料のパルプのフリーネスは表１のとおりとした。紙力剤、サイズ剤を絶乾パルプ１ｔに対してそれぞれ有効成分で５ｋｇずつ内添し、各試料の基材が表１に示す灰分率（ＪＩＳＰ８２５１に準じた）となるように填料を内添し、またその填料は、各試料の基材の全灰分中の酸化チタン及びタルクの含有量が表１に示す値となるように調製した。長網抄紙機で抄造・乾燥後、サイズプレスを用いて酸化澱粉を乾燥重量７ｇ／ｍ^２となるよう塗工し、米坪１８０ｇ／ｍ^２の基材を得た。

２．反光沢面
上記の基材の反光沢面にＰＶＡ（クラレ社製、品番：ＰＶＡ１１７）を固形分で４重量％含む塗工液を調製し、エアーナイフコーターで乾燥重量０．７ｇ／ｍ^２となるよう塗工した。

３．インク受容層
上記基材の光沢面に非晶質シリカ（グレース社製、品番：ＥＤ５）と、非晶質シリカ１００重量部に対して、ＰＶＡ（クラレ社製、品番：Ｒ１１３０）２０重量部、ＥＶＡ（中央理化社製、品番：ＤＩ−１）２０重量部、アクリル酸エステル系樹脂（ダイセル化学社製、品番：Ａｓｉ−３００７）を表１のとおりに配合したバインダーとからなる塗工液を調製し、エアーナイフコーターで乾燥重量１０ｇ／ｍ^２となるよう塗工した。比較例４、５についてはアクリル酸エステル系樹脂を使用しない代わりに、比較例４は前述のＰＶＡ２０重量部に１０重量部加えた計３０重量部、比較例５は前述のＥＶＡ２０重量部に１０重量部加えた計３０重量部とした。

４．光沢層
インク受容層を塗工・乾燥後、顔料とバインダーとからなる光沢層用の塗工液をエアーナイフコーターで乾燥重量１７ｇ／ｍ^２となるよう塗工した。塗工液は、顔料１００重量部中アルミナ（サソール社製、品番：デスペラルＨＰ３０）を４５重量部、コロイダルシリカ（バイエル社製、品番：レバジル１００Ｓ）を５５重量部含み、バインダーが顔料１００重量部に対して、アクリル酸エステル系樹脂（ダイセル化学社製、品番：Ａｓｉ−３００７）及びウレタン樹脂（日華化学社製、品番：ネオフィックスＩＪ−１７０）を表１のとおりに含むように調製した。比較例６、７についてはアクリル酸エステル系樹脂を、比較例８、９についてはウレタン樹脂を使用せず、ＰＶＡ（クラレ社製、品番：ＰＶＡ１１７）、ＥＶＡ（中央理化社製、品番：ＤＩ−１）を表１に記載の部数で使用した。

以上の方法により、実施例１〜２３、参考例１〜４、及び比較例１〜９の各試料を製造した。

（測定・評価方法）
上記によって製造した各試料であるインクジェット記録用紙について、以下のとおり測定・評価した。

１．インターナルボンド
ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−２に準じて測定した。

２．白紙光沢
ＪＩＳＰ８１４２に準じて７５度白紙光沢度を測定した。

３．写像性
ＪＩＳＨ８６８６−２に準じて測定した。

４．オフセット印刷適性
オフセット印刷機（ローランド社製、枚葉印刷機）にて印刷後評価した。

４−１．紙粉
１００枚印刷及びギロチン断裁を実施し、ブランケット及び断裁刃へ付着した紙粉について目視評価した。
◎：紙粉の発生は見られない。
〇：わずかに紙粉が発生した。
×：紙粉が多く見られた。

４−２．印刷ムラ
ベタ印刷部分について、インキ濃度ムラの有無を目視評価した。
◎：インキ濃度ムラなく、均一かつ鮮明な印面であった。
〇：インキ濃度ムラがほとんどなく、均一な印面であった。
×：インキ濃度ムラが見られ、不均一な印面であった。

５．インクジェット印刷適性
インクジェットプリンタ（エプソン社製、ＰＭ−Ｇ８２０）にて印字後評価した。

５−１．インク吸収性
ベタ印字を行い、終了１０秒後に上質紙と貼り合わせて上質紙への転写を目視評価した。
◎：上質紙への転写は見られなかった。
〇：上質紙へわずかに転写した。
×：上質紙への転写が多く見られた。

５−２．搬送ギアによる穴あき
排紙直後、搬送ギアによる穴あきを目視評価した。
◎：穴あきは見られなかった。
〇：わずかに窪みが見られたが、印字部分への影響はなかった。
×：穴あきがあり、印字部分への影響も見られた。

５−３．連続印字キズ
１０枚連続で印字し、光沢面へのキズ入りを目視評価した。
◎：光沢面へのキズは見られなかった。
〇：わずかにキズが見られたが、印字部分への影響はなかった。
×：光沢面へのキズがあり、印字部分への影響も見られた。

６．操業性
抄造時、塗工時における操業性について評価した。
○：抄造時、塗工時とも、操業性の問題はなかった。
△ａ：塗工時の問題はないが、抄造時において紙面に凝集した填料による抄き込み欠陥が発生した。
△ｂ：抄造時の問題はないが、塗工時において塗工液の粘度が高いことによって均一な塗工面の形成が困難であった。

表１に示す結果からわかるように、基材のＪＩＳＰ８２５１に準じた灰分率が１５〜２０重量％であり（構成ア）、基材が全灰分の３０重量％以上を占める酸化チタンを含有し（構成イ）、インク受容層がアクリル酸エステル系樹脂をバインダーとして含有し（構成ウ）、光沢層がアクリル酸エステル系樹脂及びウレタン樹脂をバインダーとして含有する（構成エ）、実施例１〜実施例２３のインクジェット記録用紙は、オフセット印刷適性及びインクジェット印刷適性を有し、さらに、十分な白紙光沢度及び写像性を有した。一方、構成アを備えない比較例１，２のインクジェット記録用紙は、紙粉が発生したり、オフセット印刷において印刷ムラが見られたり、インクジェット印刷時に搬送ギアによる穴あきが確認されたりした。構成イを備えない比較例３のインクジェット記録用紙は、オフセット印刷において印刷ムラが見られた。構成ウを備えない比較例４，５のインクジェット記録用紙は、インクジェット印刷時のインク吸収性が十分ではなかった。構成エを備えない比較例６〜９のインクジェット記録用紙は、インクジェット印刷時に、インク吸収性が十分ではない、または搬送ギアによる穴あきが確認されるという不都合が生じ、さらに写像性が低かった。

本発明のインクジェット記録用紙は、葉書等、反光沢面にオフセット印刷を施す用途に有用である。

Claims

基材、インク受容層及び光沢層を備え、
前記インク受容層および前記光沢層は顔料及びバインダーを含み、
前記基材の一方の面上に、前記インク受容層及び前記光沢層が順次積層されているインクジェット記録用紙であって、
前記基材は、ＪＩＳＰ８２５１に準じた灰分率が１５〜２０重量％であり、全灰分の３０重量％以上を占める酸化チタンを含有し、
前記インク受容層は、アクリル酸エステル系樹脂をバインダーとして含有し、
前記光沢層は、バインダーとして、顔料１００重量部に対して有効成分で、アクリル酸エステル系樹脂を１０〜３０重量部、ウレタン樹脂を２〜５重量部含有する、インクジェット記録用紙。
前記インク受容層は、バインダーとして、顔料１００重量部に対して有効成分で、アクリル酸エステル系樹脂を５〜１５重量部含有する、請求項１に記載のインクジェット記録用紙。
前記インク受容層は、バインダーとして、さらにＰＶＡ及びＥＶＡを併用し、前記インク受容層におけるバインダー含有量は、顔料１００重量部に対して有効成分で３０〜７０重量部である、請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録用紙。
前記基材は、全灰分の２０重量％以上を占めるタルクを含む、請求項１〜３いずれか１項に記載のインクジェット記録用紙。
ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−２に準じたインターナルボンドが６０〜９４ｍＪである、請求項１〜４いずれか１項に記載のインクジェット記録用紙。