(57)【要約】【課題】  鉛筆筆記性が良好で風合いは普通紙と変わらず、印字品位が良好であって顔料インクで印字した部分の耐擦過性に優れ、粉落ちによる搬送性に心配のない理想的な顔料インク用インクジェット記録用紙を提供すること。【解決手段】  パルプと炭酸カルシウムからなる支持体上の少なくとも一方の面にバインダーと無機顔料からなるインク受容層を有し、表面にパルプ繊維が観察できる微塗工紙において無機顔料の平均粒子径が０．５〜５μｍであることを特徴とする顔料インク用インクジェット記録用紙。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプと炭酸カルシウムからなる支持体上の少なくとも一方の面にバインダーと無機顔料からなるインク受容層を有し、表面にパルプ繊維が観察できる微塗工紙において無機顔料の平均粒子径が０．５〜５μｍであることを特徴とする顔料インク用インクジェット記録用紙。
【請求項２】
前記バインダーがＰＶＡ（ポリビニルアルコール）である事を特徴とする請求項１に記載の顔料インク用インクジェット記録用紙。
【請求項３】
前記インク受容層の無機顔料の重量百分率が３０〜５０％である事を特徴とする請求項２に記載の顔料インク用インクジェット記録用紙。
【請求項４】
前記支持体中の炭酸カルシウム量が５〜１５％である事を特徴とする請求項１に記載の顔料インク用インクジェット記録用紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録に好適に用いられる記録用紙に関する。とりわけ顔料インクを用いたインクジェット記録用紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録用のインクとしては水を主成分として水性染料を用いたものが主流であったが、近年記録時の印字品位や記録後の保存性・耐水性の点で顔料インクが注目されている。顔料は水に不溶であるため微粒子状にして水に分散させた顔料インクが知られている。ところが、従来のＰＰＣ用紙に顔料インクを用いて記録すると顔料粒子が紙表面のパルプ繊維上に皮膜を形成するため、耐擦過性が悪く実用性に乏しく鉛筆で記録した文字を消しゴムで消したときに同時にインクジェットプリンタで記録した文字も消えてしまう。これに対し、インクジェット記録用紙のサイズ度を低下させ顔料インクを内部に取り込むことにより耐擦過性を改善することは可能であるがサイズの低下に伴って文字品位及び濃度の低下が起きてしまう。
【０００３】
また特開昭５９−３５９７７号公報や特開平１−１３５６８２号公報に開示されるような、専用コート紙を用いた場合以下様な問題点がインクの種類に関わらず発生する。
【０００４】
１．普通紙のような風合いにかける。
２．鉛筆筆記性が悪い。
３．コート層の粉落ちの可能性がある。
【０００５】
特に、上述の３に挙げたようなコート層からの粉落ちの発生は、記録装置における記録紙の搬送不良等の原因となる。すなわち、記録装置等における搬送システムは通常ゴムローラー等を紙面に接触させ、その摩擦力で搬送を行う形式のものが一般的であるが、紙粉がゴムローラー等へ付着すると所定の摩擦力が得られなくなって搬送不良を生じ易くなり、装置内への給紙、装置内での搬送、あるいは装置内からの排紙に支障をきたす。このような搬送不良の問題は、搬送用ローラーが記録紙の表面に接触する場合において特に顕著であるが、記録紙の裏面のみに搬送用ローラーが接触する場合でも、コート層がガイド等の装置内の部材と接触することで紙粉が生じ、これが装置内を浮遊してゴムローラー等に付着することで同様の問題が発生する場合も多い。
【０００６】
さらに、前述の鉛筆筆記性や手触りの普通紙感を確保しするために特開平０８−２８２０９３号公報に開示されるような微塗工紙が提案されているが顔料インクで印字した際の印字部の耐擦過性に関する記述はない。また、特開平０９−９５０４４号公報に記載の微塗工紙に使用する微粒子の粒径の記述があるが５〜２００ｎｍと非常に小さい領域の記述であり、顔料インクで印字した際の印字部の耐擦過性は劣っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記実績に鑑みて下記の課題を解決するためになされたものである。すなわち本発明の目的は、鉛筆筆記性が良好で風合いは普通紙と変わらず、印字品位が良好であって顔料インクで印字した部分の耐擦過性に優れ、粉落ちによる搬送性に心配のない理想的な顔料インク用インクジェット記録用紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、パルプと炭酸カルシウムからなる支持体上の少なくとも一方の面にバインダーと無機顔料からなるインク受容層を有し、表面にパルプ繊維が観察できる微塗工紙において無機顔料の平均粒子径が０．５〜５μｍであることを特徴とする顔料インク用インクジェット記録用紙により達成される。
【０００９】
以下、本発明の顔料インク用インクジェット記録用紙について詳細に説明する。
【００１０】
一般に普通紙は数十μｍの太さのパルプ繊維が露出しその隙間に無機顔料の填料存在する構成で数十μｍ単位の表面凹凸が形成されている。普通紙に顔料インクを用いて印字した場合には表面のパルプ上とパルプ間の隙間の両方に顔料粒子被膜が形成される。表面を指で擦るか、消しゴムで擦った場合、パルプ上の顔料粒子被膜は容易にとれてしまうがパルプ間の隙間の顔料粒子被膜はその部分の形状の作用でしっかり残っていることが顕微鏡観察で判明した。普通紙においてはパルプが露出している比率が高いので擦った場合に取れてしまう顔料インク粒子量も多い。
【００１１】
一方専用コート紙においては、無機顔料によって形成されたインク受容層が表面に存在し、インク受容層の無機顔料の粒子径に依存して０．１〜数十μｍ単位の均一な表面凹凸が形成されている。コート紙に顔料インクを用いて印字した後に、表面を指で擦るか、消しゴムで擦った場合、塗工層の無機顔料の違いで耐擦過性が大きく異なることが観察された。この違いを鋭意検討した結果次のことが判明した。顔料インクで印字をすると塗工層の無機顔料の粒子径が印字に使用している顔料インクの粒子径（０．０５〜０．１５μｍ）に近い非常に微細な場合には表面が平滑で顔料インク粒子は内部に入り込めず表面に被膜となって存在するためにこするとまとまってとれてしまうが、顔料インク粒子径に対し十分に大きい平均粒径０．５μｍ以上の無機顔料を塗工層に用いるとその隙間に顔料インク粒子が入り込み擦っても顔料インクはとれにくいことが判明した。
【００１２】
更に、鉛筆筆記性が良好で普通紙風合いの微塗工紙の場合、表面の塗工層が薄いため使用する無機顔料の平均粒子径が５μｍより大きくなると塗工層の均一性が保てずに塗工層の無機顔料がとれやすいことすなわち粉落ちが発生することも判明した。
【００１３】
つまり、基紙のパルプに依存した数十μｍの凹凸と微塗工の無機顔料に依存した数μｍの凹凸の組合せによって顔料インクによる印字部の耐擦過性が劇的に向上することが見いだされた。
【００１４】
以上のことから微塗工紙において塗工層の無機顔料の平均粒子径が０．５〜５μｍであることで顔料インクの耐擦過性に優れ、粉落ちによる搬送性に心配のない理想的な顔料インク用インクジェット記録用紙が得られることを見いだした。
【００１５】
ここで平均粒子径は、１次粒子径ではなく２次粒子径のことでコールターカウンター粒度分布測定機を用いて測定した算術平均粒子径のことを意味する。
【００１６】
同様の作用として原紙側の填料比率を変えて表面形状を耐擦過性の良好な記録用紙の検討を行ったが、原紙は製造上脱水工程で小さい粒子の物が取り除かれるため填料比率を増加させると大きな無機顔料粒子が表面に出てきてしまい粉落ち発生してしまう。また、填料の炭酸カルシウムを減少させた場合、顔料インク印字において文字品位および境界にじみが悪化することが観察され一定量（５％以上）の炭酸カルシウムが有効であることも見いだした。従って、基紙の填料比率は５〜１５％が良好であることが判明した。
【００１７】
本発明で使用されるインク受容層の無機顔料は、例えば、合成シリカ、炭酸マグネシウム、アルミナ、タルク、カオリン、イライト、クレー、炭酸カルシウム等を挙げることができる。これらの顔料の中でも、記録濃度やインクの発色性を良好とする観点からは合成シリカをコストの点からは炭酸カルシウムを使用することが好ましい。これらの顔料は、本発明の効果を損なわない限り併用することができ、また、列挙しなかった他の顔料と併用することも出来る。
【００１８】
本発明で使用されるインク受容層のバインダーは、顔料及び基紙との接着力が強いと共に、記録紙間のブロッキングを起こさない水性樹脂、エマルジョン等であれば特に限定されるものではない。このような水性結着剤としては、例えば、ポリビニルアルコールや酸化デンプン、エステル化デンプン、酵素変性デンプン、カチオン化デンプンなどのデンプン類、カゼイン、大豆タンパク質類、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等の繊維素誘導体、スチレンーアクリル樹脂、イソブチレンー無水マレイン酸樹脂、アクリルエマルジョン、酢ビエマルジョン、塩化ビニリデンエマルジョン、ポリエステルエマルジョン、スチレンーブタジエンラテックス、アクリルニトリルブタジエンラテックス等を挙げることができる。これらの中でも、耐擦過性の観点でＰＶＡを使用することが好ましい。これらは単独で用いることも併用することもできる。
【００１９】
本発明で使用されるインク受容層におけるバインダーの使用比率は、全被覆層固形分の５０〜７０重量％が好ましく、より好ましくは５５〜６０重量％である。少ないと接着力が不十分となり、インク受容層の強度の低下、内部結合強度の低下粉落ちの発生が懸念される。一方、多いと接着性は大きくなるものの、顔料の使用比率が低下し、前記したようにインクの吸収性に問題が生じるため不適である。
【００２０】
本発明の基紙に使用するパルプは、バージンのケミカルパルプ（ＣＰ）、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹晒亜硫酸パルプ、針葉樹晒亜硫酸パルプ、広葉樹未晒亜硫酸パルプ、針葉樹未晒亜硫酸パルプなどの木材及びその他の繊維原料を化学的に処理して作成されたバージンのケミカルパルプ、及び、バージンの機械パルプ（ＭＰ）、例えば、グランドパルプ、ケミグランドパルプ、ケミメカニカルパルプ、セミケミカルパルプなどの木材及びその他の繊維原料を主に機械的に処理して作成されたバージンの機械パルプを含有させてもよい。
【００２１】
本発明の基紙に用いることができる填料としては、炭酸カルシウムが有効であるが、カオリン、焼成クレー、パイロフィライト、セリサイト、タルク等のケイ酸類等の無機填料や、尿素樹脂等の有機顔料も併用することができる。
【００２２】
本発明における基紙に使用する内添サイズ剤は、特に限定されるものではなくインクジェット記録用紙に使用される公知の内添サイズ剤の中から適宜選択して使用することができる。好ましい内添サイズ剤としては、例えば、ロジンエマルジョン系サイズ剤等を挙げることができる。内添サイズ剤の使用量は、絶乾パルプ１００重量部に対して０．１〜０．７重量部である。
【００２３】
本発明の基紙にインク受容層を付与する方法としては、直接塗布する方法、他の基材上に一度塗布したものを原紙に転写する方法、スプレー等によって噴霧する方法等が利用できる。直接塗布する方法としては、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、サイズプレス法、シムサイザー法等を挙げることができる。
【００２４】
インク受容層の乾燥処理は、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラム等を用いて行うことができる。更に、表面を平滑化するために、あるいは表面の強度を上げるためにスーパーカレンダー処理を施しても良い。
【００２５】
以上説明した記録用紙にインクジェット記録を行って画像を形成する場合に使用するインクそれ自体は、公知のものが使用可能である。
【００２６】
記録剤としては直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、食用色素に代表される水溶性染料、さらに分散性染料、顔料が使用可能である。
【００２７】
このような水溶性染料あるいは分散性染料、顔料は、従素のインク中において一般には約０．１〜２０重量％を占める割合で使用されており、本発明においてもこの割合と同様でよい。
【００２８】
本発明に用いる水系インクに使用する溶媒は、水又は水と水溶性有機溶剤との混合溶媒であり、特に好適なものは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒であって、水溶性有機溶剤としてインクの乾燥防止効果を有する多価アルコールを含有するものである。
【００２９】
前記の記録用紙に上記のインクを付与して記録を行う方法としては、好ましくはインクジェット記録方法であり、該方法は、インクをノズルより効果的に離脱させて、記録用紙にインクを付与し得る方式であればいかなる方式でもよい。特に、特開昭５４−５９９３６号公報に記載されている方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット方式は有効に使用することができる。本発明は、記録用紙に、記録信号に従って記録ヘッドのオリフィスからインクを吐出させて記録を行うことを特徴とするインクジェット記録方法である。
【００３０】
本発明の記録方法で使用するインクは特に限定はないが、シアン、マゼラン、イエローおよびブラックインクの少なくとも一種が用いられ、これらの４種を用いても良い。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、カラーインクジェット記録を行う場合に、本発明によれば、印字品位が良好であって顔料インクで印字した部分の耐擦過性に優れ、粉落ちによる搬送性に心配がなく、風合いは普通紙と変わらず、鉛筆筆記性が良好な理想的な記録用紙を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（実施例）
以下に、実施例を用いて、本発明を更に詳しく説明する。
【００３３】
（実施例１）
［基紙の調整］濾水度４５０ｍｌＣＳＦのＬＢＫＰ８０部、濾水度４８０ｍｌＣＳＦのＮＢＫＰ２０部からなるパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、奥多摩工業製）１１部、カチオンデンプン０．８部（Ｃａｔｏ３２１０、ナショナルナショナルスターチ＆ケミカルカンパニー製）、硫酸バンド０．４部、中性ロジンサイズ剤（ＮｅｕＳｉｚｅ７３０、ハリマ化成製）０．６部を添加して、抄紙機で抄造乾燥し、マシンカレンダー仕上げをして、坪量７２ｇ／ｍ２の原紙を作製した。
【００３４】
［塗工液の調整］
無機顔料：スフェリカスラリー５５０（シリカ、平均粒子径０．５５μｍ）（触媒化成工業）１００部（固形分）、バインダー：ＰＶＡ−２１７（ＰＶＡ）（クラレ社製）１００部（固形分）、に水を加え、攪拌混合して固形分濃度２０％の塗工液を調製した。
【００３５】
前記基紙の塗工液をバーコーターで乾燥固形分３ｇ／ｍ２なるように塗工乾燥しカレンダー仕上げをしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３６】
（実施例２）
実施例１の塗工液の無機顔料をＴＰＸ−３０１（炭酸カルシウム、平均粒子径１．９μｍ）（奥多摩工業製）１００部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３７】
（実施例３）
実施例１の塗工液の無機顔料をＴＰ−２２２（炭酸カルシウム、平均粒子径２．９μｍ）（奥多摩工業製）１００部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３８】
（実施例４）
実施例１の塗工液の無機顔料をＴＰ−２２１（炭酸カルシウム、平均粒子径４．２μｍ）（奥多摩工業製）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３９】
（実施例５）
実施例２の基紙の填料を軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、奥多摩工業製）１８部にした以外は実施例２と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４０】
（実施例６）
実施例２の基紙の填料を軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、奥多摩工業製）６部にした以外は実施例２と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４１】
（実施例７）
実施例１の塗工液の無機顔料をＴＰＸ−３０１（炭酸カルシウム、平均粒子径１．９μｍ）（奥多摩工業製）４３部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４２】
（比較例１）
実施例１の塗工液の無機顔料をＤＩＳＰＡＬ  １１Ｎ７−１２（アルミナ、平均粒子径０．１７μｍ）（ＶＩＳＴＡ社）１００部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４３】
（比較例２）
実施例１の塗工液の無機顔料をスフェリカスラリー３００（シリカ、平均粒子径０．２８μｍ）（触媒化成工業製）１００部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４４】
（比較例３）
実施例１の塗工液の無機顔料をＴＰ−１２１（炭酸カルシウム、平均粒子径５．７μｍ）（奥多摩工業製）１００部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４５】
（比較例４）
実施例１の塗工液のバインダーをＦＩＬＫＯＴＥ３７０（デンプン）（ナショナルスターチ＆ケミカルカンパニー製）１００部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４６】
（比較例５）
実施例２の基紙の填料を軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、奥多摩工業製）２２部にした以外は実施例２と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４７】
（比較例６）
実施例２の基紙の填料を軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、奥多摩工業製）４部にした以外は実施例２と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４８】
（比較例７）
実施例１の塗工液の無機顔料をＴＰＸ−３０１（炭酸カルシウム、平均粒子径１．９μｍ）（奥多摩工業製）２５部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００４９】
（比較例８）
実施例１の塗工液の無機顔料をＴＰＸ−３０１（炭酸カルシウム、平均粒子径１．９μｍ）（奥多摩工業製）１５０部（固形分）にした以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００５０】
次に、上記の記録用紙に対して、下記組成のインクを用いて、熱エネルギーによりインクを発泡させてインクを吐出させるバブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録装置により下記条件でカラー記録を行った。
【００５１】
顔料インク組成：ブラック
スチレンーアクリル酸−アクリル酸エチル共重合体        １．５部
（酸価１４０，重量平均分子量５０００）
モノエタノールアミン                                      １部
イオン交換水                                        ８１．５部
ジエチレングリコール                                      ５部
上記成分を混合し、ウオーターバスで７０℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に新たに試作されたカーボンブラック（商品名：ＭＣＦ８８、三菱化学（株）製）１０部、イソプロピルアルコール１部を加え、３０分間プレミキシングをおこなった後、下記の条件で分散処理を行った。
【００５２】
分散機サンドグラインダー（五十嵐機械製）
粉砕メディアジルコニウムビーズ  １ｍｍ径
粉砕メディアの充填率    ５０％（体積）
粉砕時間３時間
さらに遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ，２０分間）をおこない、粗大粒子を除去して分散液とした。
【００５３】
（記録液の作成）
上記分散液                                  ３０部
グリセリン                                  １０部
エチレングリコール                            ５部
Ｎ−メチノレピロリドン                        ５部
エチルアルコール                              ２部
イオン交換水                                ４８部
上記成分を混合し、記録液を調整した。
【００５４】
染料インク組成：イエロー、シアン、マゼンタ
染料                                          ４部
グリセリン                                    ７部
チオジグリコール                              ７部
尿素                                          ７部
アセチレングリコール                      １．５部
水                                      ７３．５部
このインクの表面張力は約３５ｄｙｎｅ／ｃｍであった。
【００５５】
記録条件
吐出周波数：６．２５ＫＨｚ
吐出液滴の量：４０ｎｇ／ｄｏｔ
記録密度：３６０ｄｐｉ（主走査方向）Ｘ３６０ｄｐｉ（副走査方向）
最大単色インク付与量：１４ｎｇ／ｍｍ２
搬送方法：ＡＳＦ（オートシートフィーダー）
得られたカラープリントサンプルについて、以下の項目について評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００５６】
（評価項目とその測定方法）
（１）画像品位
以下のような評価パターンを印字し各評価基準に基づいて作成したインクジェット記録用紙を評価した結果を表１に示す。
【００５７】
（文字品位）
評価画像としてブラック（１ドットｘ１ｃｍ／１ライン、２ドットｘ１ｃｍ／１ライン、４ドットｘ１ｃｍ／１ライン）３パターンを作成したものを使用した。目視にて、評価し、各ラインが滲まず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しないものを○とし、滲んで不均一になっている物を×とした。
【００５８】
（境界にじみ）
評価画像として交互に隣接したブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーの（０．５ｃｍｘ３ｃｍ／１色）パターンを作成したものを使用した。目視にて、評価し、カラー境界部が滲まず直線になっている物を○。滲んで不均一になっている物を×とした。
【００５９】
（ベタ均一性）
評価画像として、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーの横縞模様（２ｃｍｘｌ５ｃｍ／１ライン）を作成したものを使用した。目視にて、ビーディングなどの色ムラがなく、ベタの均一性に優れているものを○とした。
【００６０】
（２）耐擦過性
評価画像として、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーの正方形（３ｃｍＸ３ｃｍ）を作成したものを使用した。印刷１時間後、シルボン紙の上に４０ｇ／ｃｍ２のおもりを乗せ、印刷部に荷重をかけながら擦った。印字部に隣接した白紙部に色移りしていないものを○、明白に色移りしているものを×、それら中位のものを△とした。評価結果は表１に示す。
【００６１】
（３）消しゴム試験
評価画像として、ブラック（１ドットｘ１ｃｍ／１ライン、２ドットｘ１ｃｍ／１ライン、４ドットｘ１ｃｍ／１ライン）３パターンを作成したものを使用した。印刷後、１日放置後で消しゴム（プラスチック字消ギャザ１Ｐロング：ライオン事務機製）で印字した文字部分を５往復擦った。ほとんどかすれないものを○、かすれて線がとぎれたものを×、中間のものを△とした。
【００６２】
評価結果は表１に示す。
（４）搬送耐久性
各５００枚印字して問題なく給紙しているものを○、用紙を１回の動作で給紙できずに再度給紙動作をしないと給紙できないか、用紙を送れずにエラーで停止したものを×とした。評価結果は表１に示す。
【００６３】
【表１】
2005161723.tif 000002
【００６４】
【表２】
2005161723.tif 000003