JP2002086902A - インクジェット被記録材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光等による印字の変褪色の少ないインクジェ
ット被記録材を得ることができる。 【解決手段】 基材の少なくとも一方の面にインク受容
層を形成したインクジェット被記録材において、前記イ
ンク受容層の少なくとも一つの層の主成分としてアルミ
ニウムまたはケイ素酸化物で被覆された炭酸カルシウム
微粉体を用い、かつ他の成分としてカチオン性の成分を
併用する。このようなインクジェット被記録材は、基材
または下層を設けた基材の少なくとも一方の面上に、少
なくともアルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆された
炭酸カルシウム微粉体と結着剤とを含み、かつ結着剤が
カチオン性であるかまたは別のカチオン性の成分をも含
む塗料を塗工して乾燥させることにより製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光等による印字の
変褪色の少ないインクジェット被記録材およびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ、ワードプロセッサー、パ
ーソナルコンピューター等のプリンターには、液体のイ
ンクを特殊構造のノズルからジェット状に噴射し、その
飛跡を制御して用紙に付着させて印字するインクジェッ
トプリンターが広く利用されている。また、これに使用
する用紙としては、インクジェット用インクの定着性や
吸収性、印字濃度、ドット形状の真円性、ドツト周辺の
シャープ性、白色度、耐水性及び吸脱湿による寸法安定
性等の諸特性を保持させたインクジェット被記録材が用
いられている。

【０００３】これらの特性の中で印字品質に関する特性
を得るためには、一般にシリカを主成分とするコーティ
ング層を設けるのが有効であり、現在市販されている多
くの用紙が該コーティング層を設けている。また白色度
を高めるためには蛍光染料、色染料・顔料等の増白剤・
色見調整剤等が用いられている。

【０００４】しかし、前記インクジェット被記録材にあ
って、特に写真やグラフィックデータを印字した被記録
材は、壁等に飾ったりディスプレイとして用いる等光に
さらされる用途や、あるいはアルバムや作品集等として
長期間保存する用途に用いられることが多く、高い印字
品質のみならず変褪色の少ないインクジェット被記録材
の要求が高まっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら表面コー
ティングに用いられているシリカの表面活性は非常に高
く、印字品質を高める効果がある反面、インクジェット
インクの染料や用紙中の蛍光染料、色染料・顔料等の増
白剤・色見調整剤の変褪色まで加速してしまう効果を有
している。

【０００６】本発明の目的は、これら従来例の不都合を
解消し、高い白色度および高い印字性のみならず変褪色
の少ないインクジェット被記録材を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、基材の少な
くとも一方の面にインク受容層を形成したインクジェッ
ト被記録材において、前記インク受容層の少なくとも一
つの層の主成分としてアルミニウムまたはケイ素酸化物
で被覆された炭酸カルシウム微粉体を用い、かつ他の成
分としてカチオン性の成分を併用することにより、高い
白色度および高い印字特性のみならず光等による変褪色
の少ないインクジェット被記録材を得ることができるこ
とを見出した。

【０００８】一般にインクジェット受容層の塗工液はイ
ンクの染料粒子を補足するためにカチオン（酸性）成分
から構成されるものが多いが、炭酸カルシウムは酸性成
分と接触すると分解する。これを防止するため、本発明
では炭酸カルシウムの表面をアルミニウムまたはケイ素
酸化物で被覆する。これにより、酸性溶液中での分解を
抑制することが可能となる。

【０００９】印字特性に関しても、炭酸カルシウムその
ものが多孔質であるため、アルミニウムまたはケイ素酸
化物で被覆された炭酸カルシウムをインクジェット受容
層の顔料として使用した場合でも優れた印字特性を有す
るものとなる。

【００１０】また、炭酸カルシウムそのものは白色度が
高いため、アルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆され
た炭酸カルシウムをインクジェット受容層の顔料として
使用した場合でも高い白色度を確保でき、インクジェッ
ト受容層の白色度を向上させるために使用している蛍光
染料の低減が可能であり、印字の変褪色を大幅に抑制す
ることができると考えられる。

【００１１】炭酸カルシウムへのアルミニウムまたはケ
イ素酸化物の被覆方法は、無機酸化物を粉体に被覆する
方法であればいかなる方法を用いてもよく、被覆するア
ルミニウムまたはケイ素酸化物の被覆量は母体である炭
酸カルシウムを単分子層被覆できる量が好ましい。ま
た、アルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆された炭酸
カルシウムの粒子径は１〜２０μｍが好ましい。粒子径
が１μｍ以下だとインクを吸収するための十分な空隙を
確保することができず２０μｍ以上だと印字後のフェザ
リングが目立つようになり、印字画質が低下する。さら
に、ＪＩＳ Ｋ−５４２１法による吸油量２００〜１０
００ml／１００ｇのアルミニウムまたはケイ素酸化物で
被覆した炭酸カルシウムを用いることにより高いインク
吸収性を有する被記録材を得ることが可能となる。

【００１２】一方、母体となる炭酸カルシウム微粉体は
大別して、軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムと
があるが、どちらを母体としてもよい。風合いを光沢調
として使用する場合には前者を、マット調として使用す
る場合には後者のものを使用すればよい。

【００１３】インク受容層の少なくとも最表面の層に用
いる顔料成分は、アルミニウムまたはケイ素酸化物で被
覆された炭酸カルシウム微粉体単独であってもよいが、
他の顔料、例えばシリカ、アルミナ、樹脂粒子、種々の
着色顔料等を併用してもよい。ただし、アルミニウムま
たはケイ素酸化物で被覆された炭酸カルシウム微粉体が
顔料全体の２０％以上であることが好ましく、５０％以
上であることがより好ましい。

【００１４】アルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆さ
れた炭酸カルシウム微粉体を固定するには、樹脂等の結
着剤を併用すればよい。アルミニウムまたはケイ素酸化
物で被覆された炭酸カルシウム微粉体に対する結着剤の
比率は、インク吸収性を得るには固形分換算で２００％
以下であることが好ましく、１００％以下がより好まし
い。結着剤に高い結着力があれば５０％以下がさらに好
ましい。結着力を確保するには３％以上が好ましく、１
０％以上がより好ましい。

【００１５】結着剤には種々の樹脂等を用いることがで
き、例えば、ＰＶＡ、ポリビニルピロリドン、ＣＭＣ、
ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ゼラチン、澱
粉及びアルギン酸ナトリウム等の水溶性樹脂、更に、酢
酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン
−ブタジエン共重合体、ポリウレタン、アクリル共重合
体、マレイン酸共重合体等の合成樹脂のエマルジョン等
が使用される。これらは適宜に選択し単独又は併用して
適量を用いる。

【００１６】インクジェットインク中の水性染料を定着
するためには、カチオン性の成分を含むものが有用であ
る。前記の結着剤がカチオン性であってもよく、アミン
塩、アンモニウム塩を前記の樹脂等に結合させたり、こ
れらの官能基を含む成分を共重合させたもの等を用いる
ことができる。

【００１７】また、結着剤とは別にカチオン性の成分、
例えば一般的にカチオン化剤と称されるカチオン化ポリ
マーを併用してもよく、この場合結着剤はノニオン性ま
たはカチオン性であることが望ましい。アニオン性の結
着剤とカチオン化剤を併用すると樹脂の凝集を生じやす
いからである。カチオン化剤の例としては、長鎖アルキ
ルアミン塩、長鎖アルキルジメチルアミン塩、長鎖アル
キルトリメチルアンモニウム塩等の低分子化合物、アリ
ルアミンまたはその塩、ジアリルジメチルアンモニウム
塩、（メタ）アクリル酸ジアルキルアミノエチルまたは
その塩、（メタ）アクリル酸トリアルキルアンモニウム
エチル塩、ジエチルアミノスチレン等の単独または共重
合体、またはその他のモノマーとの共重合体、ポリアル
キレンポリアミン類、ジシアンジアミド系樹脂等を使用
することができる。その使用量は選択する顔料、結着
剤、これらの比率によっても変わってくるが、通常は顔
料に対して１〜５０％程度添加される。

【００１８】アルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆さ
れた炭酸カルシウム微粉体を用いた層を含むインク受容
層には上記顔料、結着剤、カチオン化剤の各成分の他
に、必要に応じて各種添加剤を用いてもよい。例えば、
表面調整剤、消泡剤、分散剤、粘性調整剤、架橋剤、着
色染料、防黴剤、防腐剤、帯電防止剤、潤滑剤、ダステ
ィング防止剤、保水剤等を使用することができる。

【００１９】アルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆さ
れた炭酸カルシウム微粉体を用いた層を含むインク受容
層の厚さは、一般に１μｍ〜１００μｍが好ましく、そ
れ以下ではにじみの少ない印字性を得るのが難しく、そ
れ以上ではインク受容層下部のインク受容に寄与しない
部分が多くなりコストを無駄に上昇させる。

【００２０】インク受容層は２層以上の層構造をとって
もよく、アルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆された
炭酸カルシウム微粉体を含む層を下層として用いても上
層あるいは中間の層として用いてもよい。例えばアルミ
ニウムまたはケイ素酸化物で被覆された炭酸カルシウム
微粉体を含む層を下層として、上層に光沢性等表面に特
定の風合いを付与する層を設けたり、アルミニウムまた
はケイ素酸化物で被覆された炭酸カルシウム微粉体を含
む層よりも高画質の印字が得られる層を上層として設け
たりしてもよい。

【００２１】インク受容層を設ける基材としては、紙、
樹脂フィルム、布等インクジェットプリンタで印字可能
な形状のものであればいずれも用いることが可能であ
る。これらの基材とインク受容層の間には必要に応じて
種々の層を設けてもよい。例えば易接着層、帯電防止
層、着色層、蒸着層等が挙げられる。

【００２２】インク受容層を設けるのは一方の面でも両
方の面でもよく、また、本発明のインク受容層を一方の
面に設け、他方の面に異なるインク受容層、帯電防止
層、着色層、蒸着層、カール防止層、滑りを調整する
層、インクジェット記録以外の印刷に適した層、装飾層
等を必要に応じて設けてもよい。

【００２３】本発明のインクジェット被記録材はいかな
る製造方法を用いて製造してもよく、その代表的な例に
ついて以下に説明する。

【００２４】先ず、基材上に必要ならば表面処理や下層
を施し、この上に一般公知の塗工機、例えばブレードコ
ーター、エアーナイフコーター、リバースコーター、バ
ーコーター、グラビアコーター、ダイコーター等によっ
て、前記のアルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆した
炭酸カルシウム微粉体と結着剤を含み、かつ結着剤がカ
チオン性であるかまたは別のカチオン性の成分をも含
み、その他必要な成分を含ませた塗料組成物を塗工し乾
燥する。必要に応じて、塗工表面を平滑化処理機、例え
ば、スーパーカレンダー、グロスカレンダー、サーモプ
ラニッシャー等によって処理してより平滑性を高めても
よい。

【００２５】次いで必要に応じて１層以上の上層を、主
成分としてアルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆され
た炭酸カルシウム微粉体を用いかつカチオン性の成分を
併用した層上に設けてもよい。ただしインクジェット記
録の印字性を損なう層であってはならない。例えば光沢
層、より高精細の印字が可能な層、保護層、ＵＶ吸収層
等を設けることができる。

【００２６】

【実施例】次に、実施例および比較例によって本発明を
詳細に説明するが、これは本発明の効果を具体的に説明
するためのものであって、これによって本発明が限定さ
れるものではない。

【００２７】＜実施例１＞カルライトＳＡ（白石工業社
製；平均粒径3.８μｍの炭酸カルシウム）をイソプロピ
ルアルコール中に分散させた。この分散液に炭酸カルシ
ウムをアルミニウム酸化物で単分子層を被覆できる量と
なるようにアルミニウムイソプロポキシドを添加し、さ
らに先に添加したアルミニウムイソプロポキシドのアル
ミニウム当量の１２倍の水を添加することによりアルミ
ニウムイソプロポキシドを加水分解して炭酸カルシウム
上にアルミニウム含水酸化物を被着させた。この分散液
を濾過乾燥後、熱処理を行うことによりアルミニウム酸
化物で被覆された炭酸カルシウムを得た。

【００２８】 前記アルミニウム酸化物で被覆された炭酸カルシウム １００部 ポバールＰＶＡ−２１７ ４０部 （（株）クラレ製；ポリビニルアルコール） ＰＡＳ−Ｈ−１０Ｌ ３６部 （日東紡績（株）製；カチオン化剤） 水 ５７５部

【００２９】以上の組成物を混合攪拌して、固形分濃度
２０％の表面層塗料Ａを得た。得られた表面層塗料Ａ
を、８５ｇ／m²のコート紙用の原紙上に、乾燥後の塗工
量が２０ｇ／m²となるようにバーコーターを使用して塗
工乾燥し、インクジェット被記録材を得た。

【００３０】＜比較例１＞実施例１のアルミニウム酸化
物で被覆された炭酸カルシウムの代わりにカープレック
スＢＳ−３０４Ｆ（塩野義製薬（株）製；平均粒径１7.
５μｍのシリカ）を用いた他は、実施例１と同様にして
インクジェット被記録材を作製した。

【００３１】＜比較例２＞実施例１のアルミニウム酸化
物で被覆された炭酸カルシウムの代わりにカープレック
スＢＳ−３０４Ｆ（塩野義製薬（株）製；平均粒径１7.
５μｍのシリカ）を用い、かつ蛍光増白剤としてチノパ
ール２５（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社
製；ジアミノスチルベンジスルフォン酸誘導体）２部を
加えた他は、実施例１と同様にしてインクジェット被記
録剤を作製した。

【００３２】実施例１、比較例１および比較例２で得ら
れたインクジェット被記録材を試験試料として、その各
々に対して、次に示す各測定項目を対応して示した測定
方法によって測定し、その結果を表１にまとめた。

【００３３】＜測定項目及び試験方法＞ １．印字特性 最表面にエプソン社製のプリンターＰＭ−２０００Ｃを
使用して、印字モードとして専用光沢紙で、ブラック
（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）、Ｃ＋Ｍ、Ｍ＋Ｙ、Ｃ＋Ｙのベタを印字し、以下
の特性を評価した。なお、インクの吸収・乾燥性はいず
れも良好であった。

【００３４】１−１ 印字濃度 印字２４時間後マクベス濃度計ＲＤ９１５によって指定
印字部分（ブラック）の濃度を測定した。

【００３５】２．変褪色性 上記印字試料をキセノンウェザオメーターにて２４時間
照射し、前後の色を色差計ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ社製
ｃｏｌｏｒ−ｇｕｉｄｅにてＬ^* 、ａ^* 、ｂ^*値として
測定し、下式により変褪色度ΔＥを求めた。数値が小さ
いほど画像の変褪色が小さい。

【００３６】ΔＥ＝[(ΔＬ^* ）² ＋（Δａ^* ）² ＋（Δ
ｂ^* ）² ] ^1/2

【００３７】３．白色度 用紙の白色度はＪＩＳ Ｐ ８１２３に準じてハンター
反射率計で測定した。数値が大きいほど用紙の色が白
い。

【００３８】

【表１】

【００３９】上記試験の結果から明らかなように、本発
明のインクジェット被記録材の実施例１の品質は、比較
例１および比較例２の品質に比べて、印字濃度で同等以
上、変褪色度で非常に優れかつ白色度に優れたものであ
ることが判る。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明のインクジェッ
ト被記録材およびその製造方法によれば、光等による印
字の変褪色の少ないインクジェット被記録材を得ること
ができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材の少なくとも一方の面にインク受容
   層を形成したインクジェット被記録材において、前記イ
   ンク受容層の少なくとも一つの層の主成分としてアルミ
   ニウムまたはケイ素酸化物で被覆された炭酸カルシウム
   微粉体を用い、かつ他の成分としてカチオン性の成分を
   併用したことを特徴とするインクジェット被記録材。
2. 【請求項２】 アルミニウムまたはケイ素酸化物で被覆
   された炭酸カルシウム微粉体は、粒子径が１〜２０μ
   ｍ、ＢＥＴ比表面積が２００m²／ｇ以下、吸油量が２０
   ０〜１０００ml／１００ｇである、請求項１記載のイン
   クジェット被記録材。
3. 【請求項３】 基材の少なくとも一方の面にインク受容
   層を有するインクジェット被記録材基材を製造する方法
   であって、基材または下層を設けた基材の少なくとも一
   方の面上に、少なくともアルミニウムまたはケイ素酸化
   物で被覆された炭酸カルシウム微粉体と結着剤とを含
   み、かつ結着剤がカチオン性であるかまたは別のカチオ
   ン性の成分をも含む塗料を塗工して乾燥させることを特
   徴とするインクジェット被記録材の製造方法。