(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均凝集粒子径１〜２０μｍの合成非晶質シリカ、比表面積１５〜２５ｍ２／ｇの焼成クレーを主体とし、且つ合成非晶質シリカと焼成クレーの重量比率８０／２０〜４０／６０の範囲である顔料と、ポリビニルアルコール及びエチレン酢酸ビニル樹脂からなるバインダーと、染料定着剤とを含み、前記顔料とバインダーの重量比率が１００／１００〜１００／１５であり、且つ合成非晶質シリカだけの系よりも高濃度分散した固形分２２〜２８重量％の塗工液をロッドバーコーティング法により、セルロース繊維を主体とする支持体上にインク受容層の塗工量が３〜９ｇ／ｍ２となるように塗工し、ＪＩＳ  Ｐ−８１４７で測定した静摩擦係数が０．８〜０．４且つ動摩擦係数が０．７〜０．３となるように、支持体裏面に潤滑剤を含むカール液を塗工することを特徴とするインクジェット記録シートの製造方法。
【請求項２】
前記インク受容層が、単層で塗工したものであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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る。さらに詳しくは、モノクロ滲み及び混色滲み、耐水性に優れたインクジェット記録シートを安価に提供することに関するものでる。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、騒音が少なく、現像や定着等のプロセスを必要とせず、且つ容易にフルカラー記録が行える各種プリンターに利用され、近年急速に普及してきている。特に、コンピューターにより発色画像が形成されることと、記録装置を比較的小型にすることができること、その装置の保守が容易であり、なおかつ駆動音及び記録音の発生が非常に低いという利点により、近年ファクシミリや各種プリンターの記録方式として利用されている。
【０００３】
更に最近では、インクジェット記録方式の高速化・高精細化などの要求による、インクジェット記録装置の性能向上や用途拡大に伴い、インクジェット記録シートに対してもより高度な特性が求められている。
【０００４】
まず、インクジェット記録シートとしては、画像の印字濃度が高く色調が明るく鮮明であること、インクの吸収が早く印字画像の重なった場合においてもインクが流れ出したり滲んだりしないこと、印字ドットの縦方向や横方向への拡散が必要以上に大きくなく且つ周辺が滑らかであることなど、画像鮮明性に優れていることが要求される。
【０００５】
また、保存性に関して、高湿度条件下などや、印字画像部が水に侵された場合にもインクが流れ出さないように、印字画像の耐水性に優れていることが要求される。
【０００６】
このような要求を満たすために、いわゆるコート紙タイプは、支持体である紙の上に、シリカなどの顔料を主体とするインク受容層を設けて、画像鮮明性などを向上させている。また、インク受容層にカチオン性高分子染料定着剤を含有することによって、印字画像の耐水性を向上させている。
【０００７】
しかしながら、一般にインク受容層を構成する成分はコストが高い。コストを下げるために、インク受容層の塗工量を少なくすると、▲１▼インクの滲み、▲２▼インクの裏抜け、▲３▼耐水性の低下などの問題が生ずる。
【０００８】
インクの滲みに関しては、塗工量を少なくすることによって、インクの吸収容量が不足し、インク受容層で吸収しきれずに、インクが溢れ出してしまうためと考えられる。特に、ドットの横方向への広がりが大きいと、インクの滲みが劣るということになる。
【０００９】
インクの裏抜けは、インク受容層の吸収性だけでは不充分であり、支持体である原紙にまでインクの浸透が過剰になる現象である。広義に言うと、インクの裏抜けとは、インクの裏移りも含有される。原紙にまでインクが浸透すると、コックリング（記録シートが波打つ状態）という現象になる。
【００１０】
耐水性の低下は、インク受容層中に含まれるカチオン性高分子染料定着剤の量が少ないことによって、アニオン性であるインクを定着するためのカチオン性成分が不足するためと考えられる。塗工量を下げると、塗工層中に含まれるカチオン性高分子染料定着剤の量が相対的に減少し、水に印字画像部が侵されると、インクの流れ出しという現象になる。インクの滲みと同様に、塗工量を少なくすることによって、インクの吸収容量が不足し、水に侵された場合に、インク受容層で吸収しきれずに、インクの溢れ出しが助長されてしまうためと考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、インクを用いて記録するインクジェット記録シートにおいて、モノクロ滲み及び混色滲み、耐水性に優れたインクジェット記録シートの製造方法を安価に提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るインクジェット記録シートの製造方法は、平均凝集粒子径１〜２０μｍの合成非晶質シリカ、比表面積１５〜２５ｍ２／ｇの焼成クレーを主体とし、且つ合成非晶質シリカと焼成クレーの重量比率８０／２０〜４０／６０の範囲である顔料と、ポリビニルアルコール及びエチレン酢酸ビニル樹脂からなるバインダーと、染料定着剤とを含み、前記顔料とバインダーの重量比率が１００／１００〜１００／１５であり、且つ合成非晶質シリカだけの系よりも高濃度分散した固形分２２〜２８重量％の塗工液をロッドバーコーティング法により、セルロース繊維を主体とする支持体上にインク受容層の塗工量が３〜９ｇ／ｍ２となるように塗工し、ＪＩＳ  Ｐ−８１４７で測定した静摩擦係数が０．８〜０．４且つ動摩擦係数が０．７〜０．３となるように、支持体裏面に潤滑剤を含むカール液を塗工するものである。
【００１７】
また本発明に係るインクジェット記録シートの製造方法は、前記インク受容層が、単層で塗工したものであることが好ましい。
【００１８】
本発明で使用される顔料は、合成非晶質シリカと焼成クレーを混合して使用することが望ましい。合成非晶質シリカだけの系では、インクの吸収性が良く、モノクロ滲みや混色滲み、印字画像の鮮明性に優れている反面、他の顔料に比べ、コストが高いという問題点がある。また、合成非晶質シリカは高濃度分散が難しく、塗工及び乾燥工程における生産効率が劣るという問題がある。
【００１９】
そこで、合成非晶質シリカに比べ、大きなコストメリットがある焼成クレーを使用することで、上記のような問題は改善される。合成非晶質シリカに、焼成クレーを混合して使用すると、高濃度分散ができるため、乾燥工程の効率化が可能である。焼成クレーの重量比率が多くなると、コストメリットがあるが、インクの吸収性があまり良くなく、モノクロ滲みや混色滲み、印字画像の鮮明性が劣る傾向にある。
【００２０】
合成非晶質シリカと焼成クレーの重量比率は８０／２０〜４０／６０の範囲が良く、さらに好ましくは７０／３０〜５０／５０である。焼成クレーの重量比率が２０より低いと、高濃度分散ができずに生産効率が劣るという問題があり、焼成クレーの重量比率が６０より多いと、インク吸収性が劣り、モノクロ滲みや混色滲み、印字画像の鮮明性などの印字品質に問題が生ずる。
【００２１】
顔料とバインダーの重量比率は１００／１００〜１００／１５が良く、さらに好ましくは１００／６０〜１００／２０である。バインダーの重量比率が１００を超えると、インクの吸収性が悪くなり、モノクロ滲みや混色滲みが劣る傾向にある。バインダー成分が必要以上に多いと、顔料粒子の細孔を被覆してしまい、インクの吸収性を阻害するためである。バインダーの重量比率が１５より減ると、顔料粒子を紙面に固着する作用力が弱まり、塗工層の粉落ちなどの問題を生じてしまう。
【００２２】
該顔料は平均凝集粒子径が１〜２０μｍである合成非晶質シリカを含むことが好ましく、特に３〜１５μｍがより実用的である。さらに本発明の好ましい形態によると、比表面積が１５〜２０ｍ２／ｇの焼成クレーを含み、該バインダーはポリビニルアルコール及びエチレン酢酸ビニルである。
【００２３】
インクジェット記録シートの摩擦係数は、静摩擦係数が０．８〜０．４さらに好ましくは０．７〜０．５で、且つ動摩擦係数が０．７〜０．３さらに好ましくは０．６〜０．４の範囲が望ましい。実用上何枚も印字する際に、用紙の搬送性が大切となる。用紙の摩擦係数が高すぎると、用紙が２枚以上重送したり、用紙の摩擦係数が低すぎると、用紙が滑りすぎて紙揃えが悪く扱いにくいという問題がある。
【００２４】
摩擦係数を調整する方法としては、印字品質などを低下させない程度に、インク受容層中に潤滑剤を含ませてよい。但し、印字品質などに影響があることを考慮すれば、裏面に潤滑剤を含むカール液を塗工することが好ましい。潤滑剤としては、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛などの各種公知のものが使用できる。
【００２５】
本発明の好ましい形態によると、インク受容層の塗工量が３〜９ｇ／ｍ２さらに好ましくは５〜７ｇ／ｍ２である。塗工方法としてはロッドバーコーティング法が好適である。インク受容層の塗工量が多いほど、インク吸収性に優れ、インクの滲みも少なく印字画像の鮮明性に優れる。しかし、インク受容層を構成する成分は比較的コストが高く、塗工量を多くすれば、調液工程、塗工工程、乾燥工程における加工コストが各々必要となり効率的ではない。本発明では、インク受容層は単層とすることが好ましい。単層で塗工したものに比べて、複数層で塗工したものは、インクの吸収性が劣り、混色滲みが生じるという問題がある。
【００２６】
インク受容層の形成は、インク受容層を形成する成分を適当な溶媒中に分散させて調液した塗工液を、ロッドバーコーティング法の塗工方法によって、支持体上に塗工して行うことが望ましい。塗工工程、乾燥工程における生産性がよいこと、装置のメンテナンスが容易であることなどが利点として挙げられる。
【００２７】
セルロース繊維を主体とする支持体である紙は、特に限定するものではないが、使用される内添サイズ剤及び外添サイズ剤としては、中性ロジンサイズ剤またはＡＫＤ、ＡＳＡ、強化ロジンサイズ剤など各種公知のものが使用できる。サイズ剤を紙に内添及び外添する方法は、サイズ剤の種類によって適宜選択されて良い。
【００２８】
抄紙機としては、丸網式、長網式いずれでも可能である。表面サイズ剤の処理は、サイズプレス、ゲートロール、メタリングサイズプレス、エアナイフコーター、ロッドコーター、ブレードコーターなどいずれも可能である。
【００２９】
填料の歩留り向上剤、見た目の白さを向上させるための着色顔料や染料、蛍光染料などを使用できる。この歩留り向上剤として、例えば、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、カチオン化澱粉などを挙げることができる。さらに必要に応じて、抄紙工程における原料の発泡を防ぐために、消泡剤を添加することも可能である。
【００３０】
本発明によるインク受容層には、インクジェット記録シートの特性を高めるために、他の成分が添加されてよい。例えば、インク受容層の耐水性向上及びインクの定着を付与するために、メラミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、アクリルアミド系樹脂、グリオキザール、炭酸ジルコニウムアンモニウム、第２級アンモニウム化合物、第３級アンモニウム化合物、第４級アンモニウム化合物などの染料定着剤を添加してもよい。また、インクジェット記録シートの生産性及び保存安定性などを考慮して、分散剤、蛍光染料、ｐＨ調整剤、消泡剤、界面活性剤、湿潤剤、保水剤、防腐剤などを添加してもよい。
【００３１】
特に、インクの耐水性及びインクの定着を向上させる観点から、インク受容層に第２級アンモニウム化合物、第３級アンモニウム化合物、第４級アンモニウム化合物などのカチオン性高分子染料定着剤を含むことが好ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。無論、本発明はこれらに限定されるものではない。また、例中の部及び％は特に断らない限り、それぞれの重量部及び重量％を示す。
【００３３】
実施例１
〔支持体〕広葉樹晒クラフトパルプＬ−ＢＫＰからなるパルプスラリー中の絶乾パルプ１００％に対し、炭酸カルシウム（タマパールＴＰ−１２１：奥多摩工業社製）５％、カチオン化でん粉（ケート３０８：日本ＮＳＣ社製）０．８％、中性ロジンサイズ剤（ＮＴ−８５：荒川化学社製）０．４％の配合で抄紙し、米坪８０ｇ／ｍ２の原紙を抄造した。
〔インク受容層〕平均凝集粒子径３．３μｍのシリカ（ミズカシルＰ−７８Ａ：水澤化学工業社製）６０部、比表面積１８ｍ２／ｇの焼成クレー（アンシレックス９３：エンゲルハート社製）４０部、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ−２３５：クラレ社製）１０部、エチレン酢酸ビニル樹脂２０部（ポリゾールＥＶＡ  ＡＤ−６：昭和高分子社製）、カチオン性高分子染料定着剤（スミレッズレジン１００１：住友化学社製）２０部と水を混合し、固形分２６％の塗工液を得た。該インク受容層の塗工液を絶乾塗工量６ｇ／ｍ２となるようにロッドバーコーターを用い、ラインスピード３００ｍ／分で支持体上に塗工して（塗工回数１回）、インクジェット記録シートを得た。このとき、ポリエチレンワックス（ＳＮコート２８９：サンノプコ社製）を含んだカール液とし、静摩擦係数０．６２、動摩擦係数０．５２となるように調整した。
【００３４】
実施例２
実施例１において、シリカ８０部と焼成クレー２０部、固形分２２％の塗工液、ラインスピード２８０ｍ／分としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００３５】
実施例３
実施例１において、シリカ４０部と焼成クレー６０部、固形分２８％の塗工液、ラインスピード３４０ｍ／分としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００３６】
実施例４
実施例１において、ポリビニルアルコール３０部とエチレン酢酸ビニル樹脂６０部としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００３７】
実施例５
実施例１において、ポリビニルアルコール２０部とエチレン酢酸ビニル樹脂４０部としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００３８】
実施例６
実施例１において、ポリビニルアルコール１５部とエチレン酢酸ビニル樹脂３０部としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００３９】
実施例７
実施例１において、ポリビニルアルコール５部とエチレン酢酸ビニル樹脂１０部としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４０】
実施例８
実施例１において、ポリビニルアルコール１５部とエチレン酢酸ビニル樹脂１５部としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４１】
実施例９
実施例１において、ポリビニルアルコール２０部とエチレン酢酸ビニル樹脂１０部としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４２】
実施例１０
実施例１において、インク受容層の塗工液を絶乾塗工量４ｇ／ｍ２としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４３】
実施例１１
実施例１において、インク受容層の塗工液を絶乾塗工量８ｇ／ｍ２としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４４】
比較例１
実施例１において、シリカ１００部と焼成クレー０部、固形分１８％の塗工液、ラインスピード２４０ｍ／分（塗工回数２回）にしたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４５】
比較例２
実施例１において、シリカ２０部と焼成クレー８０部、固形分２８％の塗工液、ラインスピード３４０ｍ／分にしたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４６】
比較例３
実施例１において、ポリビニルアルコール４０部とエチレン酢酸ビニル樹脂８０部としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４７】
比較例４
実施例１において、ポリビニルアルコール２．５部とエチレン酢酸ビニル樹脂５部としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４８】
比較例５
実施例１において、インク受容層の塗工液は絶乾塗工量を２ｇ／ｍ２としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００４９】
比較例６
実施例１において、インク受容層の塗工液は絶乾塗工量を１２ｇ／ｍ２（塗工回数３回）としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００５０】
比較例７
実施例１において、焼成クレーを炭酸カルシウム（タマパールＴＰ−１２１：奥多摩工業社製）としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００５１】
比較例８
実施例１において、ポリエチレンワックスを含まないカール液とし、静摩擦係数０．９２、動摩擦係数０．８８としたこと以外は実施例１と同じ方法でインクジェット記録シートを得た。
【００５２】
このようにして得られたインクジェット記録シートにおいて、印字画像の鮮明性、耐水性、インクの裏抜け、コックリングをそれぞれ下記の方法で評価し、表１に示した。インクジェットプリンターは、エプソン社製ＭＪ−５００機及びキャノン社製ＢＪＣ−２１０Ｊ機で印字した。
【００５３】
「モノクロ滲み」：ＭＪ−５００機で印字してモノクロ滲みを目視評価した。
◎：モノクロ印字部の滲みがほとんどなく、非常に明瞭に文字が読み取れる。
○：モノクロ印字部の滲みが少なく、明瞭に文字が読み取れる。
△：モノクロ印字部の滲みがややあり、少し文字が読み取りにくい。
×：モノクロ印字部の滲みがあり、文字が読み取りにくい。
【００５４】
「混色滲み」：ＢＪＣ−２１０Ｊ機で印字して混色滲みを目視評価した。
◎：混色印字部の滲みがほとんどなく、非常に明瞭に文字が読み取れる。
○：混色印字部の滲みが少なく、明瞭に文字が読み取れる。
△：混色印字部の滲みがややあり、少し文字が読み取りにくい。
×：混色印字部の滲みがあり、文字が読み取りにくい。
【００５５】
「耐水性」：ベタ印字部を水に５秒間浸し、濾紙でふき取り、インクの流れ出しを評価した。
◎：インクの流れ出しがなく、非常に耐水性が良好である。
○：インクの流れ出しが目立たず、耐水性が良好である。
△：インクの流れ出しが二次色で生ずるなど、耐水性がやや悪い。
×：インクの流れ出しが全般に生じ、耐水性が非常に悪い。
【００５６】
「強度」：塗工面を指で擦り、粉落ちを評価した。
◎：塗工面の粉落ちがなく、指にも付着せず非常に良好である。
○：塗工面の粉落ちが少なく、指にもあまり付着せず良好である。
△：塗工面の粉落ちがややあり、指に少し付着している。
×：塗工面の粉落ちがあり、指にも付着している。
【００５７】
「生産性」：塗工するラインスピードが速く、塗工回数ができるだけ少なく、生産性（操業性）が良好であるかを評価した。
◎：ラインスピードが非常に速くでき、生産性が非常に良好である。
○：ラインスピードが速くでき、いずれかの生産性が良好である。
△：ラインスピードがあまり速くできなく、生産性があまり良好ではない。
×：ラインスピードが速くできずに、生産性が非常に良好ではない。
【００５８】
「搬送性」：記録シートが、重送などがなく、スムーズに搬送されるかを評価した。
◎：重送がほとんどなく（５００枚当り重送０〜５枚）、非常にスムーズに搬送される。
○：重送は少しあるが（５００枚当り重送６〜２０枚）、スムーズに搬送される。
△：重送が多少あり（５００枚当り重送２１〜５０枚）、あまりスムーズに搬送されない。
×：重送が多く（５００枚当り重送５０枚以上）、スムーズに搬送されない。
【００５９】
【表１】
0004664532.tif 000002
【００６０】
【表２】
0004664532.tif 000003
【００６１】
【発明の効果】
表１及び表２の結果より明らかなように、本発明の実施例によって得られたインクジェット記録シートは、モノクロ滲み及び混色滲み、耐水性に優れたインクジェット記録シートを安価に提供することができる。
【００６２】
本発明は合成非晶質シリカと焼成クレーを上記重量比で混合して使用することにより、インクの吸収性が良く、モノクロ滲みや混色滲み、印字画像の鮮明性に優れ、高濃度分散ができるため、乾燥工程の効率化が可能となる。
【００６３】
本発明はインクジェット記録シートの摩擦係数を上記範囲に特定することにより、重送トラブルが解消し用紙の搬送性が良好で、紙揃えも良好である。
【００６４】
本発明のインクジェット記録シートの製造方法は、インク受容層の形成に当たって、インク受容層を形成する成分の塗工液を、ロッドバーコーティング法の塗工方法によって、支持体上に塗工することとしたので、塗工工程、乾燥工程における生産性がよく、装置のメンテナンスが容易である。