JPH08230309A - インクジェット記録シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗層強度が強く、インク吸収性の優れたイン
クジェット記録シートを提供する。 【構成】 支持体の両面あるいは片面に少なくとも１層
以上のインク受理層を設けたインクジェット記録シート
において、間接法による非晶質シリカを該インク受理層
を構成する無機分総量に対して１５〜１００重量％含有
してなることを特徴とするインクジェット記録シート。 【効果】 塗層強度が強く、インクの吸収性の高いイン
クジェット記録シートが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを用いて記録す
るインクジェット記録シートに関するものであり、特
に、インクジェット記録シートに設けたインク受理層の
塗層強度が高く、かつ、インクの吸収性に優れたインク
ジェット記録シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、種々の作動
原理によりインクの微小液滴を飛翔させて紙などの記録
シートに付着させ、画像・文字などの記録を行なうもの
であるが、高速、低騒音、多色化が容易、記録パターン
の融通性が大きい、現像−定着が不要などの特徴があ
り、漢字などの複雑な文字を含め各種図形及びカラー画
像などの記録装置として種々の用途に於いて急速に普及
している。更に、多色インクジェット方式により形成さ
れる画像は、製版方式による多色印刷やカラー写真方式
による印画に匹敵する諧調性を有する画質を得ることが
可能である。また、作成部数が少なくて済む用途に於い
ては、写真技術によるよりも安価であることからフルカ
ラー画像記録分野にまで広く応用されつつある。

【０００３】これまで、これらの特性を持つインクジェ
ット記録シートとして、上質紙などの紙、合成紙、合成
樹脂フィルムなどの支持体面上にインク受理層を設けた
コートタイプのインクジェット記録シートが開発されて
きた。

【０００４】インクジェット記録方式で使用されるイン
クジェット記録シートとしては、優れた印字品質を持つ
ことや保存性が高いなど基本的な要求特性を満たすこと
は必要がある。インク受理層の塗層強度は、かかるよう
な要求特性のなかで重要な特性である。つまり、塗層強
度が低いと、プリンターにおける印字時に塗布層の剥離
や欠落が起こりやすくなり、印字品質が低下するばかり
か、剥離や欠落した受理層の破片がプリンターを汚染
し、搬送性能に関しても重大な障害となる。また、プリ
ンター印字過程以外の日常の取り扱いにおける不意の刺
激により塗層の剥離や欠落が起こる可能性があり、塗層
強度を高くすることは重要である。

【０００５】インク受理層は、無機顔料の分散液にバイ
ンダーを加えたインク受理層塗液を、支持体上に、塗
布、乾燥を行った塗層であり、インクを吸収して画像と
して定着させることを目的に設けるものである。インク
受理層中に主体成分として含有する無機顔料としては、
インクの受容能力を考慮して多孔性無機顔料が多く用い
られ、多孔性合成非晶質シリカ、多孔性炭酸マグネシウ
ム、多孔性アルミナなどが広く用いられている。

【０００６】かかるような多孔質顔料を用いる際に問題
となるのが、塗層強度である。つまり、バインダーとし
て一般的に用いられるポリビニルアルコール、ラテック
スエマルジョン、澱粉などは、連続層に分散された場合
の単一のモジュールがいずれも粒子の細孔径よりはるか
に小さいため、粒子の細孔に浸入する。このため、本
来、粒子間の結合に寄与すべきバインダーが、粒子の細
孔にトラップされ、細孔の存在しない粒子の場合と同量
のバインダーを用いた場合と較べて、塗層強度が低くな
ってしまう。また、塗層強度を強くする目的で、バイン
ダー量を増加させると、粒子の細孔がバインダーで満た
され、十分なインクの吸収容量を得ることができない。
したがって、多孔質顔料を塗布してなるインクジェット
記録シートにおいて、要求特性として重要なインクの吸
収容量と塗層強度の両立が難しいのが現状である。

【０００７】塗層強度を高くする手段として、特公平０
４−０６５７９２号公報、特開昭６２−２６８６８２号
公報、特開昭６３−１１８２８６号公報に開示される如
く、バインダーとしてシラノール変性ポリビニルアルコ
ールを用いたり、特開平０４−０７１８９号公報に開示
される如く、分散剤としてジルコニウム塩を用いたり、
また、特開昭６３−１２０１９４号公報に開示される如
く、バインダーとしてでんぷん、ラテックスを用いたり
する種々の方法が試みられてきたが、いずれの方法も、
塗層強度を高くする反面、印字濃度が低下したり、イン
クの吸収性が低くなり印字した画像の鮮鋭度が低下した
りし、高品質なインクジェット記録シートを得ることが
難しいのが現状であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の多孔質顔料とバインダーで構成されるインク受理層を
有するインクジェット記録シートでは難しかったインク
の吸収性が高く、塗層強度の強いインク受理層を有する
インクジェット記録シートを得ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録シートは、間接法による非晶質シリカをインク受理
層を構成する無機分総量に対して１５〜１００重量％含
有してなることを特徴とするもので、インクの吸収性が
高く、インク受理層の塗層強度が強いという特徴を有す
るものである。

【００１０】間接法による非晶質シリカにおける「間接
法」とは、株式会社トクヤマ発行のトクシールハンドブ
ック（１９８１年１０月発行）に徳山プロセスとして記
載されるように、非晶質シリカを湿式で製造する方法の
１つであり、直接法では、珪酸ソーダを、直接に酸で分
解させるのに対して、間接法では、珪酸ソーダを塩類と
反応させて、まず珪酸塩を生成させ、次に鉱酸または炭
酸ガスで分解する方法である。

【００１１】間接法による得られたシリカは、直接法で
得られたシリカと較べて、比表面積が同等かやや小さい
のに対して、吸油量が極めて少ないという特徴を有す
る。ここで、比表面積は、ＢＥＴ表面積計で測定された
数値であり、吸油量とは、粉体にボイル油を混練して、
粉体としての性状を保ち得る最大のシリカ単位重量当た
りの油量である。比表面積は、気体の吸着により測定さ
れるものであるので、インクのように粘度が低く表面張
力も低い流体の細管吸収の挙動の指標となる数値であ
る。一方、吸油量は、ボイル油のごとき粘度が比較的高
いバインダーの挙動の指標となる数値である。従って、
間接法により得られる非晶質シリカは、直接法で得られ
たシリカと較べて、吸油量が低いことから、粘度の高い
バインダーの細孔への吸収が低く、インクの吸収性はほ
ぼ同等であることになる。

【００１２】本発明者らが、間接法により得られた非晶
質シリカに関して鋭意検討を重ねた結果、間接法により
得られた非晶質シリカをインク受理層を構成する無機分
総量に対して１５〜１００重量％含有することにより、
インクの吸収容量が大きく、インク受理層の塗層強度が
強いインクジェット記録シートが得られることを見い出
し、本発明に至った。

【００１３】本発明におけるインク受理層は、水溶性イ
ンクの溶媒を定着させる機能を有する必要があるため、
水溶性インクの溶媒との親和性の点で水溶性のバインダ
ーを含有することが好ましく、本発明において用いるこ
とができる水溶性バインダーとしては、ポリビニルアル
コール、酢酸ビニル、酸化澱粉、エステル化澱粉、エー
テル化澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロースなどのセルロース誘導体、カゼイン、
ゼラチン、大豆蛋白などを挙げることができる。

【００１４】また、本発明において、インク受理層に用
いることができるその他のバインダーとして、無水マレ
イン酸樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメ
タクリレート−ブタジエン共重合体などの共役ジエン系
共重合体ラテックス；アクリル酸エステル及びメタクリ
ル酸エステルの重合体または共重合体などのアクリル系
重合体ラテクッス；エチレン酢酸ビニル共重合体などの
ビニル系重合体ラテックス；或いはこれらの各種重合体
のカルボキシル基などの官能基含有単量体による官能基
変性重合体ラテックス；メラミン樹脂、尿素樹脂などの
熱硬化合成樹脂系などの水性接着剤；ポリメチルメタク
リレート、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブ
チラール、アルキッド樹脂などの合成樹脂系接着剤を挙
げることができる。

【００１５】本発明において、水溶性バインダーを含有
するインク受理層の水溶性インク受理時の強度、つま
り、耐水性を高める目的、及びインクの定着性を促進す
る目的でカチオン性染料定着剤を用いることが好まし
い。本発明におけるカチオン性染料定着剤は、水に溶解
したとき離解してカチオン性を呈する１級〜３級アミン
または４級アンモニウム塩のモノマー、オリゴマー、ポ
リマーの少なくとも１種以上を使用するものであり、好
ましくは、オリゴマーまたはポリマーである。

【００１６】本発明において、インク受理層中には、間
接法で得られた非晶質シリカ以外に公知の白色顔料を１
種以上用いることができる。

【００１７】白色顔料としては、例えば、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、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、
硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウ
ム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、
合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロ
イダルアルミナ、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオ
ライト、加水ハロサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マ
グネシウムなどの白色無機顔料、スチレン系プラスチッ
クピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポ
リエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹
脂などの有機顔料などが挙げられる。

【００１８】本発明において、用いられる支持体として
は、紙、または熱可塑性樹脂フィルム、合成紙、写真用
支持体のような合成樹脂ラミネート紙、木材繊維や合成
繊維を主体とした不織布の如きシート状物質が挙げられ
る。紙の場合は、内添サイズ剤の添加または無添加、中
性サイズ剤、ポリマーサイズ剤、酸性サイズ剤などのサ
イズ剤の単独または併用使用、填料の含有または非含有
で良く、サイズプレスの有無でも何等制限しない。

【００１９】紙支持体の内添填料は、白色顔料として、
従来公知の顔料が用いられ、単独あるいは併用できる
が、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウ
ム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸
バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜
鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、
珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成シリカ、水酸
化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭
酸マグネシウム、水酸化マグネシウムのような白色無機
顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系
プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプ
セル、尿素樹脂、メラミン樹脂のような有機顔料などが
挙げられる。さらに、該支持体が紙の場合、中性サイズ
剤及び填料を含有し、かつ木材パルプ／填料の比が、９
０〜７０重量％／１０〜３０重量％であり、坪量が６０
〜１２０g/m²であることが好ましいが、何等制限を受け
るものではない。

【００２０】本発明において、その他の添加剤として、
顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、
離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増
白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、
耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などを適宜
配合することもできる。

【００２１】本発明で云うインクとは、下記の着色剤、
液媒体、その他の添加剤からなる記録液体である。着色
剤としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性
染料あるいは食品用色素などの水溶性染料が挙げられ
る。

【００２２】本発明におけるインクジェット記録シート
は、インクジェット記録シートとしての使用に留まら
ず、記録時に液状であるインクを使用するどのような記
録シートとして用いてもかまわない。例えば、熱溶融性
物質、染顔料などを主成分とする熱溶融性インクを樹脂
フィルム、高密度紙、合成紙などの薄い支持体上に塗布
したインクシートを、その裏面より加熱し、インクを溶
融させて転写する熱転写記録用記録シート、熱溶融性イ
ンクを加熱溶融して微小液滴化、飛翔記録するインクジ
ェット記録シート、油溶性染料を溶媒に溶解したインク
を用いたインクジェット記録シート、光重合型モノマー
及び無色または有色の染顔料を内包したマイクロカプセ
ルを用いた感光感圧型ドナーシートに対応する記録シー
トなどが挙げられる。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明の実施例をあげて説明する
が、本発明はこれらの例に限定されるものではない。ま
た、実施例に於いて示す「部」及び「％」は、特に明示
しない限り重量部及び重量％を示す。

【００２４】インクジェット記録シート評価は、下記の
方法によって行った。 １）塗層強度 塗層強度の測定は、１５ｍｍ幅のセロファンテープをイ
ンク受理層表面に５０ｍｍの長さにわたって十分に接着
させた後に引き剥がし、テープの接着面に転写している
塗層成分の量を観察することにより行った。評価は、目
視による観察で行い、５段階評価とした。評価基準は、
全く転写が見られない場合に５、テープの全面に極少量
の塗層が転写している場合４、テープ全面に少量の塗層
が転写している場合に３、テープ全面に塗層が転写し、
塗層側に剥離痕が観察される場合に２、テープの全面に
相当量の塗層が転写され、塗層側に剥離痕が顕著に観察
される場合に１と判定した。プリンターでの印字や搬送
において問題の発生しない下限のレベルが３である。

【００２５】２）インクの吸収性 インクの吸収性は、単位面積当たりのインク量が多くな
りインク受理層の吸収性が問われる重色部で行った。評
価は、キャノン製（ＢＪＣ−６００Ｊ）インクジェット
プリンターでシアンとマゼンタの重色となるブルーの１
００％ベタ部とシアンとイエローの重色となるグリーン
の１００％ベタ部の境界線、イエローとマゼンタの重色
となるレッドの１００％ベタ部の境界線とブルーの１０
０％ベタ部の境界線を観察し滲みの程度を観察した。評
価基準は、３段階とし、全く滲みが見られないものを
３、許容されるがやや滲みが見られるものを２、滲みが
顕著に観察されるものを１と判定した。

【００２６】実施例１ 坪量８０g/m²の上質紙を原紙として、以下の配合の塗布
液を調整し、塗布量９g/m²となるように、エアナイフ塗
布装置を用いて、かかる塗布液をインク受理層として塗
布し、スーパーカレンダー仕上げをして、インクジェッ
ト記録シートを作製した。 ＜インク受理層の塗布液＞ 間接法非晶質シリカ（トクシールGU、トクヤマ社製） １００部 ポリビニルアルコール（PVA117、クラレ社製） １７部 カチオン性染料定着剤（スミレース゛レシ゛ン1001、住友化学工業社製） ２３部

【００２７】実施例２ インク受理層の塗布液の配合を以下のようにした以外
は、実施例１と同様の方法で、インクジェット記録シー
トを作製した。 ＜インク受理層の塗布液＞ 間接法非晶質シリカ（トクシールGU、トクヤマ社製） ５０部 直接法非晶質シリカ（ファインシールX-37B トクヤマ社製） ５０部 ポリビニルアルコール（PVA117、クラレ社製） １７部 カチオン性染料定着剤（スミレース゛レシ゛ン1001、住友化学工業社製） ２３部

【００２８】実施例３ インク受理層の塗布液の配合を以下のようにした以外
は、実施例１と同様の方法で、インクジェット記録シー
トを作製した。 ＜インク受理層の塗布液＞ 間接法非晶質シリカ（トクシールGU、トクヤマ社製） １７部 直接法非晶質シリカ（ファインシールX-37B トクヤマ社製） ８３部 ポリビニルアルコール（PVA117、クラレ社製） １７部 カチオン性染料定着剤（スミレース゛レシ゛ン1001、住友化学工業社製） ２３部

【００２９】比較例１ インク受理層の塗布液の配合を以下のようにした以外
は、実施例１と同様の方法で、インクジェット記録シー
トを作製した。 ＜インク受理層の塗布液＞ 間接法非晶質シリカ（トクシールGU、トクヤマ社製） １２部 直接法非晶質シリカ（ファインシールX-37B トクヤマ社製） ８８部 ポリビニルアルコール（PVA117、クラレ社製） １７部 カチオン性染料定着剤（スミレース゛レシ゛ン1001、住友化学工業社製） ２３部

【００３０】比較例２ インク受理層の塗布液の配合を以下のようにした以外
は、実施例１と同様の方法で、インクジェット記録シー
トを作製した。 ＜インク受理層の塗布液＞ 直接法非晶質シリカ（ファインシールX-37B トクヤマ社製） １００部 ポリビニルアルコール（PVA117、クラレ社製） １７部 カチオン性染料定着剤（スミレース゛レシ゛ン1001、住友化学工業社製） ２３部

【００３１】

【表１】

【００３２】上記表１のとおり、実施例のインクジェッ
ト記録シートは、間接法により得られた非晶質シリカを
該インク受理層中の無機分総量に対して１５〜１００重
量％含むことにより、塗層強度及び吸収性に関して満足
しえるものであった。一方、比較例のインクジェット記
録シートは、間接法により得られた非晶質シリカの含有
比率が１５未満となると、塗層強度の点でインクジェッ
ト記録シートとして満足のし得ないものであった。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、塗層強度が強く、イン
クの吸収性の高いインクジェット記録シートが得られ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体の両面或いは片面に、少なくとも
   １層以上のインク受理層を設けてなるインクジェット記
   録シートにおいて、間接法による非晶質シリカを該イン
   ク受理層を構成する無機分総量に対して１５〜１００重
   量％含有してなることを特徴とするインクジェット記録
   シート。