JPH072431B2

JPH072431B2 - インクジェット記録用シート

Info

Publication number: JPH072431B2
Application number: JP1338272A
Authority: JP
Inventors: 一晃大島; 晋長谷川; 憲治保田
Original assignee: SHINOJI SEISHI KK
Current assignee: SHINOJI SEISHI KK
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPH03199081A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は水性インク記録材に関し、詳しくは優れた寸法
安定性を持ち、プリント後の外観が改良されたインクジ
ェットプリンター用の記録シートに関するものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕

水性インクを用いるインクジェット方式の画像記録装置
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、印字を得ることが可能
になってきた。しかし、一方でプリントの品位、彩度、
外観、画像をさらに魅力あるものにする為に、より高度
な特性をもつ記録材が要求されるようになっている。

従来、インク吸収性向上の為に無サイズ紙等の吸収性の
優れた紙を用いたり、実質的に無サイズの紙にシリカな
どの吸収被覆層を設けたり（特公昭60−27588）、高サ
イズ紙やプラスチックフィルム等の非吸収性の基材にシ
リカなどを主成分とする吸収性被覆層を設けたもの（特
公昭63−65037）などが提案されており、インク吸収性
や発色濃度などに改善が見られている。

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。

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、見掛け上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カール、ぼこつきが発生
しないことに二つの性能が要求される。インク吸収性の
大きい紙ほど、水性インクによる紙の変形は大きくなる
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早くする
とインクの浸透が早くなり、インクが深く浸透してカー
ルやぼこつきの原因となる。

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
を早くし、基紙へのインク吸収を抑えることができる。
しかしインクの吸収の限界を越えた場合はにじみなどの
画像欠陥の原因となるし、カールの恐れが増す場合も多
く、ぼこつきも完全には解消しない。

特公昭63−52588号では、ガラス繊維と大量の吸水性顔
料を内填することで、パルプの繊維間結合を弱め、カー
ル、ぼこつきを軽減する提案がなされている。しかしな
がら、ガラス繊維の添加による、種々の使用上の問題点
もさることながら、紙の強度が失われ、プリンター原紙
としての実用性には疑問がある。

従来、寸法安定性が良好な紙は知られており、OCR用
紙、NIP用紙などに用いられている。しかし、紙の水性
インクによるぼこつき、カールを軽減、改善させる技術
はまだ知られていない。

〔発明の目的〕

本発明は、水性インクを用いる多色又は単色のインクジ
ェットプリンターに用いる被記録材であって、インクの
吸収速度が早く、吸収容量が大きく、かつ、ぼこつき、
カールを軽減し、高速度でプリントすることが可能な、
前記従来技術の欠点を解消し得るインクジェット被記録
材を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明のインクジェット記録用シートは、セルロースパ
ルプを主成分とし、MD（マシン軸）方向の水中伸度がCD
（横軸）方向の水中伸度の1.3倍以下である抄紙シート
を少なくとも一つの構成成分とすることを特徴とする。

このような抄紙シート上に、高吸水性顔料と水溶性高分
子接着剤を主成分とするインク受容性被覆層を0.5〜15g
/m²の割合で設けることが好ましい。

インクジェット記録用紙は通常、A4などのカットシー
ト、又はファンフォールドで使用される。水性インクに
よるぼこつきは、これら単位シート内での水による伸縮
とそのバラ付きが原因であることを見出した。特に、通
常の長網抄紙機で抄造された上質紙について、水性イン
クによるコックリング現象を観察した結果、外観上問題
となる水性インクによるぼこつきは数mm〜数cmの周期で
あることが分かった。このような、紙の物理的な挙動の
バラ付きからくるトラブルの解決策としては、物性や挙
動の標準偏差による管理が重要である。セルロースパル
プを原料とする紙は水中伸度の絶対値を小さくするだけ
でなく、縦／横比を小さくすることで、地合いを改善
し、ぼこつきを解決できることを見いだした。

サンプルシートを縦長と横長にカットし、それぞれにつ
いて、縦と横の水中伸度を測定したところ、水中伸度の
絶対値もさることながら、MD（マシン軸）方向とCD（横
軸）方向との水中伸度の比率が小さいものが、水性イン
クによるコックリング現象が小さく抑えられていた。

美観の評価などから、MDとCD方向の水中伸度の比率が1.
3以下、特に好ましくは、1.15以下のものを採用するこ
とにより、インク吸収材である紙の吸水速度の早いまま
で、水性インク吸収によるぼこつき、寸法変化の偏在を
小さくし、最適なインク画像受容性を達成できた。

更に、このような抄紙シート上に、高吸水性顔料と水溶
性高分子接着剤を主成分とする水性インク受容性被覆層
を、0.5〜15g/m²の割合で設け、微塗工・基紙吸収タイ
プのインクジェット用紙とするのが好ましい。

上記の水中伸度の縦と横の比率を小さく抄造または後加
工された抄紙シートをそのまま、非塗工インクジェット
用紙として用い、あるいは好ましくは、シート状支持体
として、高吸水性微粒子と水溶性高分子接着剤とを主成
分とするインク受容性被覆層を設け、微塗工・基紙吸収
タイプのインクジェット用紙とすることにより、ぼこつ
きの発生しない、優れたインクジェット記録用シートが
得られることを見出したものである。

本発明において好ましい受容層としては、合成珪酸をは
じめとする高吸水性微粒子顔料と水溶性高分子接着剤と
を、主成分とする被覆層に透過性を持たせ、かつインク
ドットの形状、広がりをコントロールさせることで、鮮
明な画像を実現しうる。このインク受容性被覆層にカチ
オン性酢酸ビニル共重合体エマルジョンを配合すること
が、透過性とインクドットの形状、広がりのコントロー
ルを更に改善する、本発明目的達成の好ましい手段の一
つである。

本発明で用いる素材について説明する。

・抄紙シート本発明に用いられる抄紙シートは、長網抄紙機などで抄
造された湿紙をドライヤーで乾燥して製造される。ドラ
イヤーとしては、ヤンキードライヤー、多筒式ドライヤ
ーなどが用いられる。

パルプとしては、木材を主原料とするセルロースパル
プ、通常は晒クラフトパルプを主成分とするが、必要に
応じて、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルア
ルコール繊維等の繊維状で水分散可能なものであれば、
いずれも成分として利用できる。

シートの厚さはプリントの最終用途によって決定される
が、10〜200μｍ、坪量は20〜200g/m²、表面平滑性の良
好なものが通常用いられる。

抄紙シートを吸収体として用いるので、64g/m²の坪量で
のステキヒトサイズ度１〜20秒、特に５〜15秒の割合の
吸水速度の抄紙シートを用いるのが好ましい。

・顔料本発明の微塗工・基紙吸収タイプのインク受容性被覆層
に用いられる顔料は、高吸液性でかつ、顕色性の白色顔
料である微粒子合成珪酸を主成分とするものが好まし
い。適切な、初期、つまり短時間での吸収に粒子間の空
隙を確保するためにもある程度大きい、２次粒子径で１
〜５μの粒子を主成分とするものが好ましい。微粒子合
成珪酸以外に利用又は併用可能な白色顔料としては、例
えばカオリン、クレー、タルク、ゼオライト、沈降性炭
酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、水酸化アルミニウ
ム、ホワイトカーボン、有機顔料（プラスチックピグメ
ント）等が挙げられる。

・接着剤本発明の接着剤としては、ポリビニルアルコール、カゼ
イン等の蛋白質、澱粉誘導体などの天然、もしくは合成
の水溶性高分子が高吸水性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短時間での吸液性を向
上させるので、好ましい。

ポリ酢酸ビニル系、スチレンブタジエン等の高分子ラテ
ックス接着剤も併用できる。

顔料および接着剤等の成分の配合割合は、水性インク受
容性被覆層としての吸収挙動および強度の要請から決め
られるが、塗工液の操作特性（例えば粘度、流動性、塗
膜の乾燥性）の要請によっても制限される。水溶性高分
子接着剤量は被覆層固形分の10〜50重量％、特に15〜35
重量％が好ましい。

カチオン性酢酸ビニル共重合体（エマルジョン重合体の
形で使用する）を配合する場合は、被覆層の２〜25重量
％が好ましく、特に５〜15重量％が好ましい。

水性インク画像の耐水化に用いるカチオン性水溶性高分
子を、被覆層固形分の２〜25重量％添加するのが好まし
い。

被覆層の厚さは必要とされる被覆層による吸水量によっ
て決められるが、過すぎる場合は被覆層が強度不足とな
り、プリンターでの紙粉等使用上様々な問題を起こすの
で、15g/m²以下であることが望ましい。薄過ぎる場合は
インクの初期吸収、初期透過が不十分となり、かつ均一
な被覆層を得ることが困難なので0.5g/m²以上、特に２
〜10g/m²が好ましい。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
なお、実施例において部は固型分重量部を示す。

実施例１晒クラフトパルプ100kg、軽質炭酸ルウシウム25kg、カ
チオン澱粉200g、紙力増強剤100g.アルキルケテンダイ
マー系サイズ剤100gを水5000kgと混合した後、長網抄紙
機で湿紙を形成した後、ヤンキードライヤーの表面に片
面を密着させて水分75％から８％まで乾燥させて60g/m²
の片艶紙（支持体シート−１）を得た。生成した紙は片
面のベック平滑度135秒、反対面の平滑度18秒、ステキ
ヒトサイズ度は８秒であった。

MD方向の水中伸度は1.5％、CD方向で水中伸度は1.2％で
その比率は1.25であった。

実施例２微粒子珪酸（ファインシール：徳山曹達）100部に水を
加えて、撹はんした後、シラノール化ポリビニルアルコ
ール（Ｒ−1130:クラレ）20部、カチオン性酢酸ビニル
共重合体エマルジョン（ヨドゾール1E503:カネボウエヌ
エスシー）10部、ポリエチレンイミン10部を添加し塗料
−１（濃度10％）を製造した。

実施例−１のシートのフェルト面に塗料−１を固形分10
g/m²塗工、乾燥し被記録シートを製造した。記録面の平
滑度は100秒、ステキヒトサイズ度は10秒であった。

実施例３晒クラフトパルプ100kg、軽質炭酸カルシウム25kg、カ
チオン澱粉200g、紙力増強剤100g、アルケニルコハク酸
無水物80gを水5000kgと混合した後、長網抄紙機で湿紙
を形成した後、多筒式ドライヤーで75％から５％まで乾
燥させて75g/m²の上質紙（支持体シート−２）を得た。
生成した紙は片面のベック平滑度53秒、反対面の平滑度
48秒、ステキヒトサイズ度は12秒であった。

MD方向の水中伸度は2.0％、CD方向で水中伸度は1.7％で
その比率は1.18であった。

実施例４微粒子珪酸（ミズカシル：水沢化学）100部に水を加え
て、高速撹はんを行った後、ポリビニルアルコール（PV
A107:クラレ）20部、カチオン性水溶性高分子（PAS−J8
1:日東紡）10部を添加し塗料−２（濃度10％）を製造し
た。

実施例−３のシートのフェルト面に塗料−２を固形分10
g/m²塗工、乾燥し被記録シートを製造した。記録面の平
滑度は100秒、ステキヒトサイズ度は15秒であった。

比較例１実施例−１と実質的に同一の原料を用いて、抄紙機で湿
紙を形成し、多筒式ドライヤーで水分75％から６％まで
乾燥させて、56g/m²の両更紙を得た。生成した紙はフェ
ルト面のベック平滑度35秒、ワイヤー面の平滑度28秒
で、ステキヒトサイズ度は９秒であった。

MD方向の水中伸度は3.8％、CD方向で水中伸度は2.2％で
その比率は1.73であった。

比較例２比較例１の支持体シート−４のフェルト面に、塗料−１
を固形分10g/m²塗工した。記録面の平滑度は31秒でステ
キヒトサイズ度は10秒であった。

これらの各被記録シートの評価結果を表−１に示す。

水中伸度は（J.TAPPI No.27）に基づき測定した。

インクジェットプリンター（Hewlett Packard社ペイ
ントジェット）を用いてインクジェット記録特性のう
ち、インク吸収性、プリント後のぼこつきについて評価
を行った。

紙のぼこつきは、プリントした部分の印字部を目視で評
価し、ほごつきを少ないものから、優、良、可、やや難
で示した。

インク吸収性は、プリントしたインクが乾燥するまでの
秒数で測定し、インク吸収性の良いものから優、良、
可、やや難での評価を示した。

〔発明の効果〕本発明のインクジェット記録用シートはインク吸収速度
と量が大きく、ドット形状が真円に近い、優秀なもので
ありながら従来法の欠点であるぼこつきを解消し、優れ
た高速のインクジェット・フルカラー・プリンターを可
能ならしめるものであり、産業界に寄与するところが大
である。

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MD方向の水
中伸度がCD方向の水中伸度の1.3倍以下であるシート
を、少なくとも一つの構成成分とすることを特徴とする
インクジェット記録用シート。