(57)【要約】【課題】安価でありながら、インク吸収性が良く、発色性が良好で、さらに粉落ち性が無いような、高品質な画像が得られる記録用紙を提供する【解決手段】普通紙用サイズ剤に、填料とバクテリアセルロース及び／又は平均直径１０μｍ以下の繊維状セルロースを含有させる。繊維状パルプ及び填料を主体とする原紙表面に本発明のサイズ剤を用いて表面サイジングを行うことによって、優れた耐にじみ性と発色性及び耐粉落ち性を有する、低コストで高品質な画像が得られる記録用紙を得ることができる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
填料とバクテリアセルロース及び／または平均直径１０μｍ以下の微細繊維状セルロースを含有することを特徴とする表面サイズ剤
【請求項２】
表面サイズ剤に含まれる填料は、無機粉体とすることを特徴とする、請求項１記載の表面サイズ剤
【請求項３】
繊維状パルプ及び填料を主体とする原紙の少なくとも片面に請求項１及び／または２に記載の表面サイズ剤を用いて、サイジングを施し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、安価でありながら滲みが無く、発色性が良好で、粉落ちの無い、高品質な画像が得られる普通紙を提供するための表面サイズ剤、及びこれを用いた記録用紙に関する
【０００２】
【従来の技術】
現在、種々の材質の媒体上に手軽に印刷を施す手段として、インクジェット（ＩＪ）プリンターが普及している。ＩＪプリンター用インクとして現在広く使用されているものは、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】
このようなＩＪプリンター用インクを受容する媒体（紙）に、係るインクを素早く吸収し、鮮明に発色させるために、抄紙の際などに、予め炭酸カルシウムなどの填料を添加することが提案されている（特許文献１）。これは紙の不透明度を高めると同時に平滑度を上げるというメリットもある。
【０００４】
しかしながら、予め填料を原紙に添加しておくと、填料が紙の奥まで浸透し、発色性が悪くなるという問題がある。また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、ドット径が大きくなったり、ドットの周辺が滲んだりする、いわゆるフェザリングが発生し、鮮明な文字、画像が得られにくいという問題がある。さらに、填料が紙から抜け落ちる「粉落ち」が発生し、プリンタ搬送不良の原因に繋がる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６５１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、安価でありながら、滲みが無く、発色性を向上させ、粉落ちを抑制する、高品質な画像が得られる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】
上記目的に鑑み、鋭意研究を行った結果、発色性向上に関しては、原紙に含めていた填料またはそれと同じ性能を有する添加剤をサイズ液に含有せしめることによって解決できることを見出し、また、滲み、粉落ちに関しては、サイズ液にバクテリアセルロース及び／又は微細繊維状セルロースを少量添加することにより改良できることを見出し、本発明に至った。
【０００８】
また、本発明の記録用紙は、繊維状パルプ及び填料を主体とする普通紙の片面または両面に、発色性を向上させる添加剤及びバクテリアセルロース及び／又は微細繊維状セルロースを有する表面サイズ剤を用いてサイズ処理を行うことを特徴とする
填料は従来抄紙時に添加していたが、本発明においてはサイジング処理を行うときにも原紙に添加することで、添加剤が原紙表面近傍に留まり、不透明度の向上、発色性の向上、そして表面平滑度の向上が見込まれる。
【０００９】
紙を形作る繊維状パルプは幅が約３０μｍであるため、普通紙にＩＪプリンターで印刷を行うと、紙の繊維に沿ってインクが滲み、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、いわゆるフェザリングが発生するが、本発明においてはサイジングによりバクテリアセルロース及び／又は微細繊維状セルロースの細かな網目構造が紙の表面に形成されるため、フェザリングを抑制することができる。また、同時にサイズ液に添加した填料の、紙表面での固定化を可能とするため、粉落ちも改善することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表面サイズ剤及び記録用紙について、詳細に説明する。
【００１１】
１．表面サイズ剤
本発明の表面サイズ剤は填料及び微細繊維状セルロース、その他の添加剤、そして水からなる。インクの定着性，発色性、固定化をさらに向上させるため、填料を微細繊維状セルロースに結合せしめることが望ましい。
【００１２】
（１）  填料
本発明のサイズ剤には上記性能を向上させるため、填料を含有せしめることが必要である。具体的には無機粉体で、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、チョークなどの炭酸カルシウム系填料、カオリン、焼成クレー、パイロフィライト、セリサイト、タルクなどのケイ酸類無機填料、二酸化チタン、サチンホワイト、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、などの無機填料が利用できる。
【００１３】
（２）  微細繊維状セルロース
微細繊維状セルロースはバクテリアセルロース及び／又は平均直径１０μｍ以下の植物由来微細繊維状セルロースを用いる。繊維サイズの分布幅が狭い等の観点から、バクテリアセルロースが好ましい。本発明においては、これらの微細繊維状セルロースを少なくても１種以上用いる
バクテリアセルロースは一般には厚さ１〜２０ｎｍ、幅１０ｎｍ〜１μｍのリボン状のミクロフィブリルからなっている。微生物培養により得られるものはゲル状であり、その含水率は９５％（ｗ／ｖ）以上である
バクテリアセルロースはセルロース及びセルロースを主鎖としたヘテロ多糖を含むもの及びβ−１，３，β１−２などのグルカンを含むものである。ヘテロ多糖の場合のセルロース以外の構成成分はマンノース、フラクトース、ガラクトース、キシロース、アラビノース、ラムノース、グルクロン酸などの六炭糖、五炭糖及び有機酸等である。なお、これらの多糖が単一物質である場合もあるし、２種以上の多糖が水素結合などにより混在していても良い。
【００１４】
バクテリアセルロースは上記のようなものであればいかなるものであっても使用可能である。
【００１５】
本発明で使用するバクテリアセルロースは微生物の培養物から単離された精製品の他、用途に応じてある程度不純物を含むものであっても良い。例えば、培養液中の残糖、塩類、酵母エキスなどが微生物セルロースに残留していても構わない。また、菌体がある程度含まれていても良い。
【００１６】
バクテリアセルロース繊維の相互膠着を防ぎ、サイズ液中に均一に分散させるため、ゲル状バクテリアセルロースを細かく微粉砕して、スラリーにしたり、又は乾燥してパウダー状にすることが望ましい。バクテリアセルロースの粉砕方法は特に限定しない。
【００１７】
一方、植物由来微細繊維状セルロースは、木材を高度に叩解あるいは摩叩して得られるセルロースである。例えば、パルプ繊維などのセルロース繊維をボールミルなどにより打砕、粉砕したり、水中で加圧粉砕、音波により粉砕することにより得られる（特公昭４８−６６４１号公報、特公昭５０−３８７２０号公報、特開平８−２８４０９０号公報など）。こうして、本発明では植物由来微細繊維状セルロースのミクロフィブリルの平均直径を１０μｍ以下、好ましくは１ｎｍ〜２μｍ、より好ましくは１〜１００ｎｍとすることが好ましい。
【００１８】
（３）  表面サイズ剤の組成
表面サイズ剤に含まれる填料の部数は、抄紙工程で予め原紙に添加される内面サイズ剤に含まれる填料の部数との兼ね合いで決まる。また、微細繊維状セルロースは、表面サイズ剤に含まれる填料の重量に依存する。表面サイズ剤１００ｇ中に含まれる填料，微細繊維状セルロースの重量をそれぞれｘ（ｇ），ｙ（ｇ）、内面サイズ剤１００ｇ中に含まれる填料の重量をｚ（ｇ）とすると、ｘ，ｙ，ｚは次の関係を保ちながら、変化させることができる。
【００１９】
０＜ｘ＋ｚ≦２０，ｘ＞０，ｚ≧０
０＜ｘ＋ｙ≦３０，０＜ｙ≦２ｘ
より好ましくは、
０＜ｘ＋ｚ≦１０，ｘ＞０，ｚ≧０
０＜ｘ＋ｙ≦１０，０＜ｙ≦ｘ
を満たすものが望ましい。
【００２０】
（４）  その他の成分
本発明の表面サイズ剤には本発明の効果を著しく損なわない範囲で必要に応じて無機填料、微細繊維状セルロース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、分散剤、水溶性樹脂、界面活性剤、ＰＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤が挙げられる。
【００２１】
分散剤は、微細繊維状セルロースを均一に効率よく分散させるために加えられるものである。主なものとしては、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。
【００２２】
水溶性樹脂としては、例えばデンプン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、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などが挙げられる。
【００２３】
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が挙げられるが、必ずしもこれらに限定させるわけではない。界面活性剤を添加することによってインクによっては画像濃度が高くなり、インクとインクが滲みあう「ブリーディング」が改善される。
【００２４】
（Ｂ）  記録用紙
本発明の記録用紙は、上記本発明の表面サイズ剤を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、サイジングは原紙の片面だけでも、両面でも良い。サイジングにより、紙の表面に填料が残るので、発色性が良好となり、またバクテリアセルロースを添加しているので、バクテリアセルロースの微細網目構造によりフェザリングが改良され、同時に填料が表面近傍に固定される。
【００２５】
本発明に用いられる原紙は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、内面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良く、また、これらを主体とするものであっても良い。填料としては、炭酸カルシウム，カオリン，タルク，二酸化チタンなどが挙げられる。
【００２６】
上記原紙に、本発明の表面サイズ剤を、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。
【００２７】
本発明の表面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。
【００２８】
本発明の記録用紙は、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。
【００２９】
（実施例）
以下、実施例（表１）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。
【００３０】
【表１】
2004332140.tif 000002
【００３１】
なお、実施例は上記関係式における
ｘ＋ｚ＝８，ｘ＞０，ｚ≧０
０  ｘ＋ｙ≦１  ，ｙ＝１／  ｘ
を満たすものである。
【００３２】
実施例に用いられる表面サイズ剤は、填料，微細繊維状セルロースを表１に従って配合し、セルロースを添加する場合は、分散剤を加える。そしてその他の成分である水溶性樹脂、界面活性剤、ＰＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤などの添加剤（添加剤のみの濃度は３ｗｔ％）と水を加えて充分に攪拌する。用いた填料は、炭酸カルシウムであり、微細繊維状セルロースはバクテリアセルロースである。
【００３３】
これらの表面サイズ剤を坪量７０ｇ／ｍ２の原紙にバーコーダーで約２ｇ／ｍ２（固形分重量）になるように塗布し、１１０℃のオーブンで約１０分間乾燥させた。
【００３４】
比較例及び実施例の記録用紙について、インクジェットプリンター（ＢＪＳ７００  Ｃａｎｏｎ（株）製）を使用してフルカラー印刷をした。印刷後のサンプルについて、記録画像の評価を行った。結果を表２に示す。
【００３５】
評価法に関しては、以下の通りである。
【００３６】
１．発色性・・・・・印字部のイエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）における光学濃度の比較評価を行った（Ｘ−Ｒｉｔｅ  ３１０ＴＲ）。表はその値をＩｎｄｅｘにしており、値が大きいほど発色性良好であることを意味する。
【００３７】
２．粉落ち性・・・・・紙１枚につき表面を黒布で３００ｇｆの荷重下で５往復紙面上で摩擦させる。黒布を交換せずにサンプル２０枚に行い合計１００回往復させる。布表面に残った紙粉の割合を光学濃度の比（試験後の布の光学濃度／試験前の布の光学濃度×１００）で評価した。粉落ちが少ない程１００％に近い。
【００３８】
３．フェザリング・・・・・光学顕微鏡で印字した細線の幅方向の滲み度合いを観察し，その平均幅をｒｅｆｅｒｅｎｃｅ（キヤノン製フォト光沢紙ＰＲ−１０１）との差分で表した。
【００３９】
【表２】
2004332140.tif 000003
【００４０】
表２から明らかなように、実施例１〜４は比較例１と比較して、発色性が向上し、填料が紙面表面近傍に留まっていることが分かる。懸念されていた粉落ちに関しては、比較例に対して同等以上であり、遜色ないレベルであることから、バクテリアセルロースの添加による、表面近傍における填料の固定の効果が確認できた。またフェザリングが良く（滲み度合いが小さく）、優れた印字特性を示した。詳細に見ると、
１．比較例１と２から、内面サイズ剤に含まれる填料を全量表面サイズ剤に添加すると、填料が表面近傍に留まっているので、不透明性が増し、発色性が向上することが分かる。しかし粉落ちは悪化する。
【００４１】
２．比較例１と３から、表面サイズ剤にＢＣを加えると、粉落ち性、フェザリングが向上するものの、発色性はほとんど変化しない。
【００４２】
３．実施例１〜４と比較例１〜３から、表面サイズ剤に填料とＢＣを添加することで、発色性と粉落ち性を両立させることが可能になり、填料が表面近傍に固定されることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明の表面サイズ剤を用いることにより、低コストで高性能の普通紙、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。