(57)【要約】【課題】印字濃度および発色性に優れ、紙面に付着したインクが速やかに浸透し、しかもインク滴によって形成されるインクドットの広がりが抑制されて、滲みや裏抜けのない高品質な画像が得られ、また得られた画像の耐水性にも優れた、特にフルカラーのインクジェット記録に適した記録用紙を提供すること。【解決手段】プルラン、グアーガム、ペクチン、アラビアガム、キサンタンガム、マンナン、グルコナンナン、カラギナン、アガロース、アミロース、アミロペクチン、アラビナン、アラビノガラクタン、アルギン酸、ガラクタン、グリコーゲン、デキストラン、ガラクツロナン、ヒアルロン酸、細菌多糖類から選ばれる１種もしくは２種以上の多糖類を含有することを特徴とするサイズ剤であって、カチオンポリマーを含有することが好ましい。更には、繊維状パルプおよび填料を主体とする記録用紙。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プルラン、グアーガム、ペクチン、アラビアガム、キサンタンガム、マンナン、グルコナンナン、カラギナン、アガロース、アミロース、アミロペクチン、アラビナン、アラビノガラクタン、アルギン酸、ガラクタン、グリコーゲン、デキストラン、ガラクツロナン、ヒアルロン酸、細菌多糖類から選ばれる１種もしくは２種以上の多糖類を含有することを特徴とするサイズ剤。
【請求項２】
カチオンポリマーを含有することを特徴とする請求項１記載のサイズ剤。
【請求項３】
繊維状パルプおよび填料を主体とする記録用紙であって、請求項１記載のサイズ剤を用いたことを特徴とする記録用紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は安価でありながら、印字濃度及び発色性に優れ、しかもにじみのない高画質な画像の、特にフルカラーのインクジェット記録に適した普通紙を提供するためのサイズ剤、およびこれを用いた記録用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パソコン等の出力装置としてのみならず、種々の材質の媒体上に印刷を施す手段として、インクジェットプリンターが広く使用されている。インクジェットプリンター用インクとして現在広く使用されているのは、水その他の溶剤に有機染料を溶解してなるもので、有機染料としては、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、フタロシアニン染料、カルボニウムイオン染料、ニトロ染料、キノリン染料、ナフトキノン染料等が挙げられる。
【０００３】
上記インクを鮮明に発色させるとともに、インク滲みを防止するため、インクジェットプリンターには、例えば特開昭５９−３５９７７号公報や特開平１−１３５６８２号公報に開示されるように、表面に高吸水性樹脂からなるインク受容層を設けたいわゆる専用コート紙が用いられてきた。しかし、このようなコート紙は、特殊なコーティングを施すため製造コストが高く、さらに普通紙のような風合いに欠けるという問題がある。従って、インクジェットプリンターに適した低価格で汎用性のある普通紙が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、普通紙は、インクが紙層内に吸収される際に紙の繊維に沿って滲むため、ドットが過大に滲んだり、ドットの周辺がギザギザになったり、ボケたりする、いわゆるフェザーリングが発生し、鮮明な文字、画像が得られにくく、また画像の耐水性が悪いという問題がある。
【０００５】
かかる問題に対し、特開平１０−１１９４２５号は、ベンジル基を有する（メタ）アクリルアミドアルキル第四級アンモニウム塩を骨格とする重合物を有効成分とするカチオンポリマーおよび水溶性樹脂からなる塗工液を塗布したインクジェット記録用普通紙を開示している。しかし特開平１０−１１９４２５号は、画像の鮮明性が不十分であり、特にフルカラーのインクジェット記録を施した場合のインクの発色性が十分とはいえず、更なる品質の改善が望まれている。
【０００６】
従って本発明の目的は、安価でありながら、印字濃度及び発色性に優れ、紙面に付着したインクが速やかに浸透し、しかもインク滴によって形成されるインクドットの広がりが抑制されて、滲みや裏抜けのない高品質な画像が得られ、また得られた画像の耐水性にも優れた、特にフルカラーのインクジェット記録に適した記録用紙を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は以下の本発明により達成される。
【０００８】
即ち本発明は、プルラン、グアーガム、ペクチン、アラビアガム、キサンタンガム、マンナン、グルコナンナン、カラギナン、アガロース、アミロース、アミロペクチン、アラビナン、アラビノガラクタン、アルギン酸、ガラクタン、グリコーゲン、デキストラン、ガラクツロナン、ヒアルロン酸、細菌多糖類から選ばれる１種もしくは２種以上の多糖類を含有することを特徴とするサイズ剤であり、カチオンポリマーを含有することが好ましく、更には繊維状パルプおよび填料を主体とする記録用紙であって、上記サイズ剤を用いて得られる記録用紙である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のサイズ剤および記録用紙について詳細に説明する。
【００１０】
［サイズ剤］
本発明のサイズ剤は、これをサイズプレスすることによって得られる記録用紙の画像の発色性を高めるためプルラン、グアーガム、ペクチン、アラビアガム、キサンタンガム、マンナン、グルコマンナン、カラギナン、アガロース、アミロース、アミロペクチン、アラビナン、アラビノガラクタン、アルギン酸、ガラクタン、グリコーゲン、デキストラン、ガラクツロナン、ヒアルロン酸、細菌多糖類から選ばれる１種もしくは２種以上の多糖類を含有することが好ましい。
【００１１】
一般に、広葉樹パルプの繊維幅は３０μｍ程度であるため、普通紙にインクジェットプリンターで印刷を施すと、紙の繊維に沿ってインクがにじみ、ドットが過大ににじんだり、ドットの周辺がギザギザになったり、ぼけたりする、いわゆるフェザーリングが発生するが、本発明においては上記多糖類を含むサイズ剤をサイズプレスすることによって、インクに含まれる色材が記録用紙中の紙層内部に浸透しながら多糖類とのイオン的相互作用により会合をおこして、瞬間的に溶液相から分離を起こすため、インクの発色性を向上させ、にじみや裏抜け、さらには発色の低下を防ぐことができるものと考えられる。
【００１２】
このような理由から、上記サイズ剤を用いて得られた記録用紙はフルカラーのインクジェット記録において高発色が得られ、インク滴によって形成されるインクドットの広がりが抑制されて、にじみや裏抜けのない高画質な画像が得られる。
【００１３】
一般に多糖類は単糖類が１０個以上脱水結合して生じた糖質であって、加水分解によって１〜２分子以上の単糖類を生じる炭化水素をいう。また、原料によって海藻多糖、動物多糖、細菌多糖などに分類される。本発明に用いられる多糖類はこのなかでも特にインク中の色材とのイオン的相互作用による会合が容易におこり、瞬間的に溶液層から分離させにじみを防止するものである。また天然の多糖類を用いているため、安価であって、工業的にも比較的容易に分画、精製することができる。
【００１４】
本発明のサイズ剤における多糖類の含有量は０．５〜２０ｗｔ％、好ましくは１〜１０ｗｔ％である。サイズ剤の含有量が０．５ｗｔ％より少ないと、本発明の目的である高発色を有する記録用紙を得ることができない。また、２０ｗｔ％より多いとサイズ剤の粘度が上昇してサイズプレスによる紙層への浸透が困難となる。
【００１５】
［カチオンポリマー］
カチオンポリマーは画像の耐水性および発色性に寄与する成分である。インクに含まれる色材が記録用紙の内部に浸透しながら、記録用紙の表面近傍のカチオンポリマーとイオン的相互作用により会合を起こして瞬間的に溶液層から分離をおこすため、画像の耐水性および発色性を一層向上させることができる。
【００１６】
本発明に用いられるカチオンポリマーは、カチオン基を含有する構造単位を有する親水性樹脂であり、ポリアクリル系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリアリル系樹脂等の親水性合成樹脂や、カチオン化澱粉等の天然樹脂がこれに含まれる。カチオン基は、インクジェットプリンター用のインクと親和性を有するものであれば、特に限定されない。カチオンポリマーでとくにこのましいものは、カチオン基として四級アミノ基を有する親水性アクリルポリマーである。
【００１７】
四級アミノ基を有する親水性アクリルポリマーは、四級アミノ基を有する構造単位を必須の構造単位とし、所望に応じて、親水性のアクリル系モノマー、ビニル系モノマー、あるいはアリル系モノマーから導出される構造単位、及び／または、疎水性モノマーから導出される構造単位を含有せしめることによって得られるものである。
【００１８】
四級アミノ基を有する構造単位は、染料の定着に寄与するセグメントである。ここで「四級アミノ基」とは、下記一般式
【００１９】
【化１】
2004314395.tif 000002
（ただし、Ｒ１〜Ｒ５は、炭素数１〜７のアルキル基、アリール基、ベンジル基、あるいはこれらの組み合わせにより構成される基であって、これらの基は同一でも異なっていてもよく、Ｘ−はハロゲン基等の対イオンである。）により表されるものである。
【００２０】
四級アミノ基はアルキルアミノ基にハロゲン化アルキル等を付加させることにより得られる。四級アミノ基を有する構造単位を導出する具体的なモノマーの例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート・メチルクロライド四級化物、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド・メチルクロライド四級化物、Ｎ，Ｎ−ジアリルメチルアミン・メチルクロライド四級化物等が好ましい。
【００２１】
［その他の成分］
本発明のサイズ剤には、本発明の効果を著しく損ねない範囲で、必要に応じて多糖類以外の成分を添加することができる。多糖類以外の成分としては水溶性樹脂、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤、耐水化剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、消泡剤などの添加剤が挙げられる。
【００２２】
本発明のサイズ剤は、水溶性大豆多糖類を含有することができる。また、インクの定着性・発色性を一層高めるため、特にカチオンポリマーを水溶性大豆多糖類に固定することが好ましい。本発明に用いることができる水溶性大豆多糖類は、大豆から抽出精製した水溶性多糖類であり、ガラクトース、アラビノース、ガラクツロン酸、ラムノース、キシロース、フコース、グルコース等の多種類の糖から構成される。水溶性大豆多糖類は、ラムノガラクツロン酸鎖にガラクタンとアラビナンが結合した構造をとり、主鎖がマイナスに帯電していると推定される。
【００２３】
また、インクの耐水性を高めるため本発明のサイズ剤に界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤としては、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるわけではない。インクによっては、界面活性剤を加えることによって、画像濃度が高くなりブリーディングが改善される。
【００２４】
本発明のサイズ剤には、本発明の効果を著しく損ねない範囲で、必要に応じて水性樹脂を添加することができる。水性樹脂とは、いわゆる水性インクを受容でき、水性インクに対して溶解性或いは親和性を示す水溶性樹脂又は水分散性樹脂である。水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール及びアニオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコールの変性物；ポリウレタン；ポリビニルピロリドン及びポリビニルピロリドンと酢酸ビニルの共重合体、ビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、四級化したビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、ビニルピロリドンとメタクリルアミドプロピル塩化トリメチルアンモニウムの共重合体などポリビニルピロリドンの変性物；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、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース及びカチオン化ヒドロキシエチルセルロース等のセルロースの変性物；ポリエステル、ポリアクリル酸（エステル）、メラミン樹脂及びこれらの変性物、ポリエステルとポリウレタンの共重合体等の合成樹脂；アルブミン、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、カチオン化でんぷん、アラビアゴム、アルギン酸ソーダ等の天然樹脂；ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリルアミド等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの水溶性樹脂の中でも発色性及びインク吸収性の観点から、ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステルとポリウレタンの共重合体からなる群から選ばれた少なくとも一種が好ましく用いられる。
【００２５】
水分散性樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル系重合体、酢酸ビニル−（メタ）アクリル酸（エステル）共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、ポリビニルエーテル、シリコーン−アクリル系共重合体など多数列挙することができるが、もちろんこれらに限定されるものではない。またメチロール化メラミン、メチロール化尿素、メチロール化ヒドロキシプロピレン尿素、イソシアネート等の架橋剤でもよいし、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどの単位を含む共重合体で自己架橋性を持つものでもよい。そしてこれら水性樹脂の複数を同時に用いることも可能である。
【００２６】
また本発明のサイズ剤には、上記成分以外にも抄紙工程で一般に用いられる所謂紙用サイズ剤を含有させることも可能である。例えば、ロジンサイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、酸化デンプン、石油樹脂系サイズ剤、エピクロルヒドリン、アクリルアミド、ＳＢＲ（スチレンブタジエンラバー）ラテックス、アクリルエマルジョン、スチレン／アクリル酸共重合体等の親水性部分と疎水性部分を分子内に有する樹脂、シリコンオイル、パラフィン、ワックス、フッ素化合物等撥水性を有する物質、などが挙げられる。
【００２７】
水溶性樹脂としては、たとえば、デンプン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース（カルボキシメチルセルロース，ヒドロキシメチルセルロース，ヒドロキシプロピルセルロースなど）、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２８】
本発明のサイズ剤には、本発明の効果を著しく損ねない範囲で、必要に応じてビニル共重合体、水性樹脂、水溶性大豆多糖類及び界面活性剤以外の成分を添加することができる。その他の成分としてはアルミナ粉末、シリカ粉末、天然無機粉末、樹脂エマルジョン、ｐＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤等の添加剤が挙げられる。
【００２９】
画像保存性を一層向上させる目的で、上記カチオンポリマーとは別のカチオン性化合物を本発明の目的達成を妨げない範囲においてさらに含有させてもよい。このようなカチオン性化合物は、分子内にカチオン性部分を含むものであれば特に限られるものではない。本発明による構成では、本発明を特徴づけるカチオン性化合物以外のカチオン性化合物は必須成分ではなく、あくまで補助的な役割を示すものである。
【００３０】
［記録用紙］
本発明にもちいられる原紙は、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ等に代表される化学パルプ及び填料を主体とし、その他、サイズ剤や抄紙助剤を必要に応じて用い、常法により抄紙される。使用されるパルプ材としては、機械パルプや古紙再生パルプを併用してもよく、また、これらを主体とするものであってもよい。填料としては、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、二酸化チタン等が挙げられる。
【００３１】
本発明の記録用紙は上記本発明のサイズ剤を、上記原紙あるいは抄紙機中でその表面に塗布あるいは含浸させたものであり、サイズプレスは原紙の片面だけでも、両面でもよい。サイズプレスにより、インクが記録用紙の表面近傍の多糖類およびカチオンポリマーとイオン的相互作用により会合を起こして、瞬間的に溶液層から分離をおこすため、インクの発色性および耐水性を一層向上させることができる。
【００３２】
記録用紙を作製するに当たってサイズ液を塗布ないしは含浸させる方法としては、必ずしもサイズプレス法に限定する必要はなく、例えばロールコーター法、ブレードコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコーター法、バーコーター法、スプレーコート法、グラビアコーター法、カーテンコーター法等により原紙表面に塗工すればよい。好ましくは、印刷適正の向上、吸液性の抑制、紙強度の向上等の面からサイズプレス法が用いられる。塗工後、例えば熱風乾燥炉、熱ドラムなどを用いて乾燥し、本発明の記録用紙が得られる。
【００３３】
上記原紙に、本発明のサイズ剤を、固形分重量で０．１〜２０ｇ／ｍ２、好ましくは１〜１０ｇ／ｍ２となるよう塗布あるいは含浸させる。
【００３４】
本発明のサイズ剤を用いてサイズ処理を施した記録用紙は、水抽出ｐＨが５〜９、より好ましくは６〜８のものとして調整される。水抽出ｐＨとは、ＪＩＳ−Ｐ−８１３３に規定された試験片約１．０ｇを、蒸留水７０ｍｌに浸した際の抽出液のｐＨをＪＩＳ−Ｚ−８８０２に従って測定したものである。
【００３５】
本発明の記録紙は、従来の中性のＰＰＣ用紙と比べても、記録特性以外の表面形状や物理特性について大きな変更を伴わないため、電子写真記録用のトナー転写紙及びインクジェット記録用紙の双方に適用可能である。
【００３６】
（実施例）
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
実施例１
坪量８０ｇ／ｍ２の原紙に表１に示す組成からなるサイズ剤を実験用サイズプレス機で、２ｇ／ｍ２（固形分重量）になるように塗布し、１００℃の乾燥機で５分間乾燥させた。
【００３８】
【表１】
2004314395.tif 000003
（１）：ポリビニルアルコール（クラレ社製）
（２）：酸化デンプン（日本コーンスターチ社製）
（３）：表面サイズ剤；アルキルケテンダイマー（荒川化学工業社製）
【００３９】
このようにして得られた記録用紙についてンクジェットプリンター（カラーバブルジェット（登録商標）プリンターＢＪ  Ｓ７００、キヤノン（株）社製）を使用して、フルカラー印刷を行った。印刷後のサンプルについて記録画像の評価を行った。
【００４０】
また、耐水性の評価は、４５°の斜面に記録紙を置き、７５０μｌの水を流し、乾燥後にインクの流れ具合を目視により観察した。
【００４１】
実施例２
実施例１においてプルランをグアーガムに変えた以外は実施例１と同様にして記録用紙を得て画像記録を行い、画像の評価を行った。
【００４２】
実施例３
実施例１においてプルランをペクチンに変えた以外は実施例１と同様にして記録用紙を得て画像記録を行い、画像の評価を行った。
【００４３】
実施例４
実施例１においてプルランをキサンタンガムに変えた以外は実施例１と同様にして記録用紙を得て画像記録を行い、画像の評価を行った。
【００４４】
実施例５
実施例１においてＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート・メチルクロライド四級化物をＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド・メチルクロライド四級化物に変えた以外は実施例１と同様にして記録用紙を得て画像記録を行い、画像の評価を行った。
【００４５】
比較例１
実施例１において、プルランを用いなかった以外は実施例１と同様にして記録用紙を得て画像記録を行い、画像の評価を行った。
【００４６】
比較例２
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート・メチルクロライド四級化物を用いなかった以外は実施例１と同様にして記録用紙を得て画像記録を行い、画像の評価を行った。
【００４７】
比較例３
記録用紙としてＰＢ  ｐａｐｅｒ（キヤノン（株）社製）を用いた。
【００４８】
比較例４
記録用紙としてＬＣ−３０１（キヤノン（株）社製）を用いた。
【００４９】
以上の結果を表２に示す。
【００５０】
【表２】
2004314395.tif 000004
【００５１】
評価結果の表し方としては「◎：特に優れている、○：優れている、△：やや劣る、×：劣る」とした。
【００５２】
以上の結果より、本発明の多糖類を含有した記録用紙を用いてインクジェット記録を行えば、印字品位と発色性および耐水性に優れた記録画像を得られることがわかる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明のサイズ剤を用いることにより、安価でありながら、印字濃度、発色性、耐水性に優れ、紙面に付着したインクが速やかに浸透し、しかもインク滴によって形成されるインクドットの広がりが抑制されて、しかも滲みや裏抜けのない高品質な画像の、特にフルカラーのインクジェット記録に適した記録用紙が得られる。本発明の記録用紙は、専用コート紙のように表面形状や物理特性について大きな変更を伴わないため、電子写真記録用のトナー転写紙及びインクジェット記録用紙の双方に適用可能である。