(57)【要約】【課題】基本的に１層の合成樹脂主体の多孔質薄膜から構成され、印刷像が鮮明で且つ剥がれにくい印刷が可能なインクジェット被記録シートを提供する。【解決手段】ポリオレフィン系樹脂、無機粉体および可塑剤を主体とした原料混合物を加熱溶融してシート状に押出成形後、必要に応じて少なくとも一軸方向に延伸し、前記可塑剤を除去して得られたインクジェット被記録シートであって、平均分子量５０万以上のポリオレフィン系樹脂２０〜４０質量％と、吸油量１５０ｃｃ／１００ｇ以下の無機粉体８０〜６０質量％を主体として構成され、空隙率５５％以下であることを特徴とする。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂、無機粉体および可塑剤を主体とした原料混合物を加熱溶融してシート状に押出成形後、必要に応じて少なくとも一軸方向に延伸し、前記可塑剤を除去して得られたインクジェット被記録シートであって、平均分子量５０万以上のポリオレフィン系樹脂２０〜４０質量％と、吸油量１５０ｃｃ／１００ｇ以下の無機粉体８０〜６０質量％を主体として構成され、空隙率５５％以下であることを特徴とするインクジェット被記録シート。
【請求項２】
前記可塑剤の除去後に熱処理を加えられたものであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット被記録シート。
【請求項３】
前記ポリオレフィン系樹脂をポリエチレン、前記無機粉体をシリカ粉としたことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット被記録シート。
【請求項４】
前記熱処理は、その工程中に１３０〜１９０℃の工程を少なくとも一部含むことを特徴とする請求項２又は３記載のインクジェット被記録シート。
【請求項５】
水銀圧入法で測定した細孔径分布において空孔容積の少なくとも８０％が１μｍ以下の細孔直径を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のインクジェット被記録シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基本的に１層の合成樹脂主体の多孔質薄膜から構成され、印刷像が鮮明で発色がよくインク定着性に優れたインクジェット被記録シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット被記録シートとしては、サイジング紙、コート紙などが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サイジング紙では、インクが紙面方向に拡散して滲みを生じることは抑えられるが、逆にインクの吸収性が悪化して、インクの定着時間が長くなるという不具合があった。また、インク同士の重なりがあった時に異色のインクが混合し、インクドットの拡大や変形などが生じるという不具合があった。
また、何よりも、インクが紙の表面近くに存在するため、印刷の際に擦られて剥がれてしまうという不都合もあった。
また、コート紙の場合、インクの吸収が速やかで、インクが紙内部にまで浸み込んで印刷の際の擦れの問題が生じにくいものであるが、インクドットが大きくなりやすく、ドット周辺がボケやすく鮮明度に劣るといという不具合があった。また、湿度の変化によって用紙の形状変化や寸法変化が大きいなどの不具合もあった。
そこで本発明は、基本的に１層の合成樹脂主体の多孔質薄膜から構成され、印刷像が鮮明で且つ剥がれにくい印刷が可能なインクジェット被記録シートを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するべく鋭意検討の結果、ポリオレフィン系樹脂、無機粉体および可塑剤を主体とした原料混合物を加熱溶融してシート状に押出成形後、必要に応じて少なくとも一軸方向に延伸し、前記可塑剤を除去して得られるインクジェット被記録シートについて、その空隙率を低空隙率に構成すると共にインクの担持力に優れるシリカなどの無機粉体を多量に配合することにより、鮮明で且つ剥がれにくい印刷が可能なインクジェット被記録シートに構成でき、しかも、前記無機粉体として、吸油量１５０ｃｃ／１００ｇ以下の小さな吸油量のものを用いることにより、押出成形性に優れたものとなって、生産性に優れたインクジェット被記録シートに構成できることを知見した。
本発明のインクジェット被記録シートは、かかる知見に基づきなされたもので、請求項１記載の通り、ポリオレフィン系樹脂、無機粉体および可塑剤を主体とした原料混合物を加熱溶融してシート状に押出成形後、必要に応じて少なくとも一軸方向に延伸し、前記可塑剤を除去して得られたインクジェット被記録シートであって、平均分子量５０万以上のポリオレフィン系樹脂２０〜４０質量％と、吸油量１５０ｃｃ／１００ｇ以下の無機粉体８０〜６０質量％を主体として構成され、空隙率５５％以下であることを特徴とする。
また、請求項２記載のインクジェット被記録シートは、請求項１記載のインクジェット被記録シートにおいて、前記可塑剤の除去後に熱処理を加えられたものであることを特徴とする。
また、請求項３記載のインクジェット被記録シートは、請求項１又は２記載のインクジェット被記録シートにおいて、前記ポリオレフィン系樹脂をポリエチレン、前記無機粉体をシリカ粉としたことを特徴とする。
また、請求項４記載のインクジェット被記録シートは、請求項２又は３記載のインクジェット被記録シートにおいて、前記熱処理は、その工程中に１３０〜１９０℃の工程を少なくとも一部含むことを特徴とする。
また、請求項５記載のインクジェット被記録シートは、請求項１乃至４の何れかに記載のインクジェット被記録シートにおいて、水銀圧入法で測定した細孔径分布において空孔容積の少なくとも８０％が１μｍ以下の細孔直径を有することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェット被記録シートを製造するための原料混合物の主成分は、ポリオレフィン系樹脂と無機粉体および可塑剤である。また、インクジェット被記録シートの用途や使用条件等に応じ、インク浸透性付与のための界面活性剤や、耐候性付与のための酸化防止剤等を添加してもよい。
【０００６】
本発明のインクジェット被記録シートは、空隙率を５５％以下の低空隙率にすると共に、インクの吸収・保持性に優れる無機粉体を多量に配合することにより、印刷像が鮮明で且つ剥がれにくい印刷が可能なインクジェット被記録シートに構成できる。
つまり、空隙率を５５％以下に低くするのは次のような理由による。空隙率が高いほど、被印刷面に乗ったインクが速やかにシートの内部へと抜けるので、印刷像の乾きが速くなり高速印刷にも対応できる点で好ましいが、空隙率が高すぎると、返って、インクの抜けが良すぎることにより、被印刷面の表面層に吸収されて留まるインク量が少なくなるため、鮮明な印刷像が得られず発色性も悪くなる。したがって、空隙率はあまり高くせず５５％以下に抑えるのがよい。
また、無機粉体を多量に配合させるのは次のような理由による。上記の考え方に従い、空隙率を５５％以下とし、インクの抜け具合を適切化しようとしても、実際にシート内に含まれるインクの吸収・保持の役割を持つ無機粉体の量が少ないと、シートのインク吸収・保持能力が不十分となるので、空隙率を低くしてインクの抜けの速さを抑えたにも拘わらず、被印刷面に乗ったインクはその表面層で吸収されずに通過する割合が多くなって、被印刷面の表面層に吸収されて留まるインク量が少なくなり、鮮明な印刷像が得られず発色性も悪くなる。逆に、無機粉体の量を多くすれば、被印刷面に乗ったインクは速やかにその箇所から均一な放射状の拡散を起こし内部に浸透されていくので、発色性のよい鮮明な印刷像を生み出す。しかし、この場合も、空隙率が大きすぎると、その効果が十分に発揮されない。また、無機粉体の量が少ないと、シートのインク吸収性そのものも低下することになるので、被印刷面に乗ったインクを十分にシート内部に取り込み内部で吸収・保持することができなくなり、インクの耐剥がれ性（定着性）も悪くなる。
つまり、印刷像が鮮明で且つ剥がれにくい印刷が可能なインクジェット被記録シートに構成するためには、空隙率を５５％以下に低く抑えることと、シート内に含ませる無機粉体の量を６０質量％以上に高くすることの２条件を同時に満足させることが必要であり、それによって初めて達成できるものである。
【０００７】
本発明で使用するポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン樹脂単独又はポリプロピレン樹脂単独又はそれらの混合物の使用が一般的であり、被記録シートの機械的強度保持の点より重量平均分子量は５０万以上のものが使用される。これは重量平均分子量が５０万より小さい場合は、機械的強度が小さくなり被記録シートの取扱い性が低下するため好ましくないからである。尚、ポリオレフィン系樹脂としては、上記の樹脂以外にポリブテン、ポリメチルペンテン等も使用できるが、前記の通り、ポリエチレン、ポリプロピレンの使用が一般的である。尚、分子量の異なる２種類以上の材料を混合使用することも可能で、例えば、分子量が５０万以上の材料と分子量が５０万未満の材料を組み合わせて平均分子量を５０万以上としてもよい。
【０００８】
前記無機粉体としては、吸油量１５０ｃｃ／１００ｇ以下の無機粉体を使用する必要があり、シリカ、アルミナ、チタニア等の１種又は２種以上が使用される。このような無機粉体は、２０ｎｍ程度の超微小粒子が集合体となって１０μｍ程度の二次粒子を形成しているため非常に比表面積が大きくインクの吸収性および担持性に非常に優れている。尚、吸油量が１５０ｃｃ／１００ｇを超える無機粉体を使用して、空隙率５５％以下の低空隙率のインクジェット被記録シートを製造しようとすると、可塑剤を保持する役割の無機粉体が可塑剤に対して過剰量となるため、無機粉体から染み出す可塑剤が不足気味となり、可塑剤の機能が不十分、即ち、押出性が悪くなり、生産性の悪化を招く。尚、本願において吸油量とは、ＪＩＳ　Ｋ　５１０１の試験方法によるものを指す。
【０００９】
前記ポリオレフィン系樹脂と前記無機粉体の構成比率は、ポリオレフィン系樹脂２０〜４０質量％と無機粉体８０〜６０質量％である。ポリオレフィン系樹脂２０質量％未満又は無機粉体８０質量％超えの場合は、ポリオレフィン系樹脂がインクジェット被記録シート全体に均一に分散せず機械的強度が低くなり好ましくなく、また、ポリオレフィン系樹脂４０質量％超え又は無機粉体６０質量％未満の場合は、インクジェット被記録シート中の無機粉体の量が不足し、インクの吸収・担持力が低くなって、鮮明な印刷像が得られないため好ましくない。
【００１０】
前記可塑剤としては、パラフィン系、ナフテン系等の工業用潤滑油、或いは、フタル酸ジオクチル等のエステル系可塑剤が使用できる。
【００１１】
次に、インクジェット被記録シートの細孔径分布について説明すると、鮮明な印刷像を得るためには空孔容積の少なくとも８０％を１μｍ以下の細孔直径とすることが好ましい。細孔直径については、容積平均細孔直径として数μｍ以下とすることは公知であるが、鮮明な印刷像を得るためには細孔直径が１μｍを超える空孔容積を実質的になくすことが好ましい。容積平均細孔直径が１μｍ以下でも細孔直径が１μｍを超える空孔容積が２０％を超えるとインクの滲みを生ずる頻度が高くなるため高速印刷用としての使用は好ましくない。
【００１２】
本発明のインクジェット被記録シートの製造方法としては、通常、次のような方法である。即ち、まず、無機粉体８０〜６０質量％と、ポリオレフィン系樹脂粉体２０〜４０質量％および可塑剤をヘンシェルミキサで混合する。次に、この混合物を押出機で加熱溶融・混練しながらシート状に成形を行う。シートの厚さはシート成形条件を変更したり、延伸・圧延等の二次加工によって任意に調整できるものである。次に、可塑剤を有機溶媒で抽出除去し、乾燥して多孔質薄膜を得る。さらに、必要に応じて該薄膜を適当な条件で熱処理することで本発明のインクジェット被記録シートが得られる。
【００１３】
上記熱処理は、その工程中に１３０〜１９０℃の工程を少なくとも一部含むような温度条件にて行うのが好ましい。これによって、得られた多孔質薄膜に良好な耐裏抜け性を付与することができる。尚、１３０℃未満の温度では良好な耐裏抜け性が得られず好ましくない。また、１９０℃を超える温度では、シートの大きな性状変化や強度低下を引き起こす可能性があるので好ましくない。また、上記熱処理は、シートを緊張状態にして行うことが必要である。
尚、本発明のインクジェット被記録シートに求められる耐裏抜け性は、その用途や使用条件、及び／又は印刷後のシートの用途や使用条件等に応じて、適宜設定されるものであるためその基準は千差万別となっており、また、得られる耐裏抜け性も、シートの製造条件や厚さや有色度合い等によって影響を受けるものである。したがって、耐裏抜け性の目標基準値は一概には決められず、目標の耐裏抜け性を得るための熱処理温度条件についても、一概には決められない。尚、上記において設定した熱処理温度条件の目標基準値は、一般的なインクジェット被記録シートである厚さ５０〜２００μｍ程度の白色系シートを想定した時の良好な耐裏抜け性を得るための基準値である。
【００１４】
尚、上記熱処理工程は、上記のように、シートに耐裏抜け性を付与するために行う操作（工程）であるが、その直前の操作（工程）、即ち、可塑剤除去工程で使用した有機溶媒が付着残存するシートから該溶媒を蒸発除去させるために通常加熱状態で行う乾燥工程を、該溶媒による引火・爆発や、該溶媒の作業空間等への著しい漏洩といった危険性を伴わないような溶媒の選択（低或いは無引火性の溶媒）や設備（防火・防爆仕様、耐漏洩仕様など）にて行えるのであれば、該乾燥工程の温度条件を、耐裏抜け性の付与も行えるような高めの温度に設定して、該乾燥工程と前記熱処理工程は一体化して１工程とすることでもよい。つまり、言い換えれば、該乾燥工程も、シートに対して加熱処理を行う操作である点では同じであるので、該乾燥工程と前記熱処理工程とを同一条件および同一設備で行うことができるのであれば、該乾燥工程の加熱処理が前記熱処理工程（耐裏抜け性付与工程）を兼ねるようにして、見掛け上、後段の前記熱処理工程を省略するようにすることも可能となる。尚、この場合の耐裏抜け性付与工程を含んだ該乾燥工程の加熱処理操作のことを、本願においては特別に、耐裏抜け性を付与するために行う加熱処理操作（＝前記熱処理）と同様、単に熱処理（操作／工程）と呼ぶことにする。この場合も、乾燥と熱処理を一体化した設備の中で、その前半部と後半部とで温度条件を変えるなど、複数の温度条件を同時に設定するようにしてもよい。
ただ、通常は、上記乾燥工程と耐裏抜け性付与のための熱処理工程の、それぞれの好ましい温度条件範囲が大きく異なることから、該乾燥工程と該熱処理工程は、別々の２工程にて行う方が、上記したような、有機溶媒による引火・爆発や、有機溶媒の作業空間等への著しい漏洩といった危険性の回避し易さ、工程管理や設備管理のし易さの点から考えても無難であり望ましい。
【００１５】
本発明のインクジェット被記録シートは、基本的に１層の多孔質薄膜単独で使用可能であるが、用途に応じ、表面光沢の調整等のための表面コーティング処理を行うようにしてもよい。
【００１６】
【実施例】
次に、本発明の実施例を比較例とともに説明する。尚、本実施例において配合量を表すために用いる部とは、質量部を指すものとする。
（実施例１）
重量平均分子量１００万の高密度ポリエチレン樹脂粉体１００部、吸油量１２０ｃｃ／１００ｇのシリカ粉体２５０部、可塑剤として鉱物オイル２００部を混合し、押出機で加熱溶融・混練しながら、成形ロールにて加圧成形して厚さ１００μｍのシートを得た。次に、該シートをトリクロロエチレン中に浸漬して、該シート中の可塑剤を抽出除去後、１００℃にて加熱乾燥して、ポリエチレン樹脂２８質量％、シリカ粉体７２質量％で構成される厚さ１００μｍの多孔質薄膜を得た。次いで、該薄膜を１８０℃にて１分間熱処理し、厚さ１００μｍで空隙率５１％のインクジェット被記録シートを得た。
【００１７】
（実施例２）
吸油量が１５０ｃｃ／１００ｇのシリカ粉体へ変更した以外は実施例１と同様の方法にて、ポリエチレン樹脂２８質量％、シリカ粉体７２質量％で構成される厚さ１００μｍの多孔質薄膜を得た。次いで、該薄膜を１８０℃にて１分間熱処理し、厚さ１００μｍで空隙率５１％のインクジェット被記録シートを得た。
【００１８】
（実施例３）
実施例１と同様の方法にてポリエチレン樹脂２８質量％、シリカ粉体７２質量％で構成される厚さ１００μｍの多孔質薄膜を得た。次いで、該薄膜を１２０℃にて１分間熱処理し、厚さ１００μｍで空隙率５１％のインクジェット被記録シートを得た。
【００１９】
（比較例１）
重量平均分子量２００万のポリエチレン樹脂粉体１００部、吸油量１７０ｃｃ／１００ｇのシリカ粉体２５０部、可塑剤として鉱物オイル３７５部を混合し、実施例１と同様にして押出成形並びに多孔質化処理し、ポリエチレン樹脂２８質量％、シリカ粉体７２質量％で構成される厚さ１００μｍの多孔質薄膜を得た。次いで、該薄膜を１８０℃にて１分間熱処理し、厚さ１００μｍで空隙率６４％のインクジェット被記録シートを得た。
【００２０】
（比較例２）
重量平均分子量１００万のポリエチレン樹脂粉体１００部、吸油量１７０ｃｃ／１００ｇのシリカ粉体２５０部、可塑剤として鉱物オイル２００部を混合し、実施例１と同様にして押出成形並びに多孔質化処理し、ポリエチレン樹脂２８質量％、シリカ粉体７２質量％で構成される厚さ１００μｍの多孔質薄膜を得た。次いで、該薄膜を１８０℃にて１分間熱処理し、厚さ１００μｍで空隙率５１％のインクジェット被記録シートを得た。
【００２１】
（比較例３）
重量平均分子量１００万のポリエチレン樹脂粉体１００部、吸油量１７０ｃｃ／１００ｇのシリカ粉体６２部、可塑剤として鉱物オイル９３部を混合し、実施例１と同様にして押出成形並びに多孔質化処理し、ポリエチレン樹脂６２質量％、シリカ粉体３８質量％で構成される厚さ１００μｍの多孔質薄膜を得た。次いで、該薄膜を１８０℃にて１分間熱処理し、厚さ１００μｍで空隙率５１％のインクジェット被記録シートを得た。
【００２２】
上記実施例１〜３並びに比較例１〜２のインクジェット被記録シートに対して特性評価を行い、その結果を下記表１に示す。
尚、評価方法については、次のようにした。
［押出性］
押出性の評価は、樹脂圧力で評価した。本実施例および比較例のインクジェット被記録シートは、ポリオレフィン系樹脂、無機粉体および可塑剤を混合した原料混合物を押出機で溶融混練し、Ｔダイから押し出されたシートを成形機により圧延し、シート化するものであるが、このＴダイ前の樹脂圧力で押出性を判断した。この樹脂圧力が１１．８ＭＰａを超える場合、押出機スクリュのモータに負荷がかかり、押出が困難になる。そこで、樹脂圧力１１．８ＭＰａ以下を良好とした。
［空隙率］
空隙率は、インクジェット被記録シートの見掛け密度と構成固形分比重から次式で計算した。
空隙率＝１００−（インクジェット被記録シートの見掛け密度／材料固形分比重）×１００
［耐裏抜け性］
インクジェット被記録シートを他の印刷物の上にぴったり重ねて置き、該インクジェット被記録シートを通して下の印刷物が透けて見える具合を観察し、評価した。
［ドットの耐滲み性］
インクジェットプリンタ（エプソン製　ＭＪ−９００Ｃ）で印字試験を行い、印字ドットの滲みを目視観察した。
［インクの耐剥がれ性］
インクジェットプリンタ（エプソン製　ＭＪ−９００Ｃ）で印字試験を行い、印字後１ｈ経過後に、印字面に対して市販の粘着テープ（ニチバン製セロテープ）を貼り付けて手で均一に押圧し、１分後に剥がし、目視によって、インクの剥がれ度合いを評価した。
［印刷像の鮮明性］
インクジェットプリンタ（エプソン製　ＭＪ−９００Ｃ）で印字試験を行い、目視によって、印刷像の鮮明性（発色性）を評価した。
【００２３】
【表１】
2004122509.tif 000002
【００２４】
表１から、次のようなことが確認できた。
▲１▼　実施例１〜３のインクジェット被記録シートでは、吸油量の小さいシリカを用いたことで、押出性（生産性）を悪化させることなく、低空隙率でかつ無機粉体量の多いシートに構成できたので、ドットの耐滲み性、インクの耐剥がれ性、印刷像の鮮明性のいずれにおいても良好な結果が得られた。また、実施例１、２のインクジェット被記録シートでは、可塑剤の除去後に１８０℃にて熱処理を行ったことで、耐裏抜け性も良好であった。これに対し、実施例３では、熱処理温度を１２０℃としたことで、耐裏抜け性がやや良好に留まる結果となった。
▲２▼　比較例１のインクジェット被記録シートでは、実施例１〜３よりも吸油量の大きいシリカを用いたため、押出性を良好とするためにより多くのオイルを配合しなければならなかったことから、空隙率を高める結果となり、印刷像の鮮明性が悪くなる結果となった。
▲３▼　比較例２のインクジェット被記録シートでは、実施例１〜３よりも吸油量の大きいシリカを用いたにも拘わらず、空隙率を高めないように同量のオイルの配合に留めたことから、押出性が悪くなる結果となった。
▲４▼　比較例３のインクジェット被記録シートでは、実施例１〜２よりも吸油量の大きいシリカを用いたため、空隙率を高めることなく押出性も良好とするためにシリカの配合量を減らさなければならなかったことから、シート中のシリカ量も少なくなる結果となり、インクの耐剥がれ性および印刷像の鮮明性が悪くなる結果となった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂、無機粉体および可塑剤を主体とした原料混合物を加熱溶融してシート状に押出成形後、必要に応じて少なくとも一軸方向に延伸し、前記可塑剤を除去して得られたインクジェット被記録シートを、平均分子量５０万以上のポリオレフィン系樹脂２０〜４０質量％と、吸油量１５０ｃｃ／１００ｇ以下の無機粉体８０〜６０質量％を主体として構成し、空隙率を５５％以下としたため、印刷像が鮮明で且つ剥がれにくい印刷が可能なインクジェット被記録シートを提供することができる。