(57)【要約】【課題】  ラインヘッドを搭載した高速インクジェットプリンターで印字を行った際に、良好な印字品質を有し、かつ広範囲の環境下でプリンター搬送性に優れる両面インクジェット記録用紙を得る。【解決手段】  支持体の両面にインク受理層を設けた、ラインヘッドを有する高速枚葉インクジェットプリンター用の両面塗工インクジェット記録用紙であって、含有水分が４．０〜５．５％であり、かつ剛度がＣＤ方向で３０以上、ＭＤ方向で１３０以下であり、かつ坪量が１００ｇ／ｍ２以下である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体の両面にインク受理層を設けた、ラインヘッドを有する高速枚葉インクジェットプリンター用の両面塗工インクジェット記録用紙であって、含有水分が４．０〜５．５％であり、かつ剛度がＣＤ方向で３０以上、ＭＤ方向で１３０以下であり、かつ坪量が１００ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする両面塗工インクジェット記録用紙。
【請求項２】
透気抵抗度が３０秒以上であることを特徴とする請求項１に記載の両面塗工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用紙に関するものであり、特にラインヘッドを有する高速枚葉インクジェットプリンターで使用する際に、広範囲の環境下でプリンター搬送性に優れる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方式は、フルカラー化が容易なことや印字騒音が少ないことなどから近年急速に普及してきた。この方式はノズルから記録媒体に向けてインクの微小液滴を高速で飛翔、付着させて画像や文字などの記録を行うものである。このため、多色、高精細化が容易であり、特に近年の高解像度フルカラープリンターでは、カラー印刷や銀塩写真と比べてもほとんど遜色のない画像も印字可能になった。そこで、現在一般家庭にも数多くのインクジェットプリンターが導入され、主にデジタルカメラからの画像をインクジェット記録により印字して、ダイレクトメール用カードや年賀葉書等を作成するといった用途で使用されている。
【０００３】
しかし、商業的な面では、家庭用インクジェットプリンターの印刷速度では、印刷機による印刷と比べて処理時間が長すぎて、商売としては成立しにくい。そこで、主に商業用途用に印刷時間を大幅に短縮した、すなわち高速印刷が可能なラインヘッド搭載型プリンターが登場した（例えば、特許文献１参照）。ラインヘッド搭載型プリンターは、インクヘッドが移動して印刷を行う従来のインクジェットプリンターとは異なり、ライン状のインクヘッドが装備されており、その下をインクジェット記録用紙がベルトに乗って高速で搬送される。そのため、１枚当たりの印字時間は数秒又は１秒以下であり、家庭用インクジェットプリンターと比べて圧倒的な高速印字が可能となる。また、プリンター機内で記録用紙を反転させる機構を有しており、両面印字も可能となっている。しかしながら、高速・両面印字が可能となった一方で、インクジェット記録用紙に僅かなカールや波打ちがあってもプリンターの用紙入口で引っかかったり、或いはインクヘッドに擦ったりするというトラブルが発生しやすくなった。なお、プリンターヘッドと記録用紙との擦れは、画像品質を損なうと共に、記録用紙から紙の繊維やコート層の粉体などがプリンターヘッドへ付着し、印字不良の原因となる恐れがあるため好ましくない。
【０００４】
通常のインクジェット記録用紙は、インクジェットプリンターでの搬送トラブル、例えば給紙不良や多重搬送、給紙の際に発生する用紙の角折れ、さらには印字の際のインクヘッドと記録媒体との擦れ等の問題を防ぐため、カールはインク受理層面側に凸状となるよう調整してある（例えば、特許文献２参照）が、両面で印字を行う両面インクジェット記録用紙の場合、どちらかにカールを凸状とするわけにはいかない。
【０００５】
さらに、商業用途で使用されるためには、広範囲な環境下で問題無く使用できる必要がある。従って、広範囲の環境下で、カール及び波打ちをよりフラットな状態に保つことができる両面インクジェット記録用紙が必要になるが、現在この様な記録用紙は得られていない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７６４８６号公報
【特許文献２】特開２００２−８６８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、ラインヘッドを搭載した高速インクジェットプリンターで印字を行った際に、良好な印字品質を有し、かつ広範囲の環境下でプリンター搬送性に優れる両面インクジェット記録用紙を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の構成を用いることにより、本発明の目的を達成することを可能にした。
【０００９】
すなわち、本発明は支持体の両面にインク受理層を設けた、ラインヘッドを有する高速枚葉インクジェットプリンター用の両面塗工インクジェット記録用紙であって、含有水分が４．０〜５．５％であり、かつ剛度がＣＤ方向で３０以上、ＭＤ方向で１３０以下であり、かつ坪量が１００ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする両面塗工インクジェット記録用紙であり、さらにその透気抵抗度が３０秒以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、ラインヘッドを搭載した高速インクジェットプリンターで印字を行った際に、良好な印字品質を有し、かつ広範囲の環境下でプリンター搬送性に優れる両面インクジェット記録用紙を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明におけるインクジェット記録用紙は、好ましくはシート状を有する支持体とその両面上に形成されたインク受理層からなる。本発明のインクジェット記録用紙の支持体は特に制限されるものではなく、木材繊維（パルプ）主体の紙、またはポリエチレンなどのプラスチック類、もしくは木材繊維や合成繊維を主体とした不織布のごときシート状物質使用することができる。また前述した異なる種類のシート状物質を貼り合わせたものを支持体として用いることもできる。本発明においては、特にインク吸収性に優れるという点で、紙を支持体として使用することが望ましい。
【００１２】
紙支持体を構成する木材パルプとしてはLBKP、NBKP等の化学パルプ、GP、PGW、RMP、TMP、CTMP、CMP、CGP等の機械パルプ、DIP等の古紙パルプ等のパルプを単独あるいは併用して用いることが可能である。紙支持体は上記木材パルプには必要に応じて従来公知の填料やバインダー及びサイズ剤や定着剤、歩留まり向上剤、紙力増強剤等の各種添加剤を混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等の各種抄紙機にて紙匹を形成した後に、乾燥させて得ることができる。なお、紙支持体においては内添サイズ剤の添加の有無、内添填料の有無、サイズプレスの有無等は何等制限しない。
【００１３】
本発明のインク受理層に用いられる顔料としては、従来公知の白色顔料を使用することが出来る。例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、ベーマイト、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどの無機顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂など有機顔料を用いることができる。この中でも、ＪＩＳ  Ｋ５１０１に順じた測定法による吸油量が150ml/100g〜300ml/100gである合成非晶質シリカ、又はアルミナを使用することが好ましく、印字品質が良好なインクジェット記録用紙を得ることができる。
【００１４】
本発明のインク受理層には、塗膜としての特性を維持するために親水性結着剤を含有する。親水性結着剤とは、例えばポリビニルアルコール及びその変性物、酸化デンプン、エーテル化デンプン、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、カルボキシメチルセルロース、ＳＢラテックス、ＮＢラテックス、アクリルラテックス、酢酸ビニル重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル系ラテックス、ポリウレタン、不飽和ポリエステル樹脂等が使用できる。
【００１５】
本発明においては、これらの親水性結着剤の少なくとも１種を使用することができるが、その配合部数は、前記した顔料１００重量部に対し、１０〜８０重量部であることが好ましい。結着剤の配合部数が少ないと表面強度が不十分となり、多すぎるとインク吸収性が不十分となる。
【００１６】
本発明ではインク受理層にカチオン性水溶性樹脂を含有することも好ましい。本発明で使用されるカチオン性水溶性樹脂としては、二級アミン、三級アミン、及び四級アンモニウム塩としてポリエチレンイミン塩、ジメチルアミンエピハロヒドリン縮合体、ポリビニルアミン塩、ポリアリルアミン塩、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート四級塩、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩、ジアリルアミンアクリルアミド共重合体塩、ポリスチレンの四級アンモニウム塩等が挙げられる。またこれらカチオン性樹脂の２種類以上を配合使用することも可能である。
これらカチオン性水溶性樹脂は、顔料インク中の色材である顔料が分散剤によって溶媒中に分散され、その表面が負に帯電していることより、これらを捕捉する作用がある。よって、顔料インクはインク受理層表面付近に残るようになり発色性が改善される。
【００１７】
また、支持体あるいはインク受理層に、サイズ剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、界面活性剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、保水剤などを必要に応じ適宜含有させることもできる。
【００１８】
本発明において、支持体上に設けられるインク受理層及びインク受理層以外の塗工層の総数及び構成については特に限定されるものではないが、インク受理層の塗工量（乾燥塗工量）は片面当たり３〜１５ｇ/ｍ２となることが好ましい。さらに好ましくは４〜１０ｇ/ｍ２である。インク受理層の塗工量が３ｇ/ｍ２に満たないと、インク吸収性が低下したり、ベタ斑が発生するため、インクジェット印字性能に悪影響が生じる。また１５ｇ/ｍ２を超えると薄手のインクジェット記録用紙の場合、原紙部分の割合が小さくなりすぎ、必要な用紙剛度が得られなくなる。
【００１９】
インク受理層を基紙表面に設けるために、本発明においては、一般的な塗工装置である各種ブレードコーター、ロールコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ゲートロールコーター、カーテンコーター、ショートドゥエルコーター、グラビアコーター、フレキソグラビアコーター、サイズプレス等の各種装置をオンマシン又はオフマシンで使用することができる。また、インク受理層を塗工した後にインク受理層をマシンカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置で表面処理することも可能であるし、また、インク受理層をキャストコーター等を用いて塗工し、光沢性を付与することも可能である。
【００２０】
また、インク受理層を両面に塗工した後には、必要に応じて水分を供給したり、蒸気による加湿をする等の処理を、オンラインまたはオフラインで実施して、カールをよりフラットにコントロールすることができる。尚、カール形状は、水分を供給したり、蒸気による加湿を行った面側が凹状となる方向に変化し、この変化は加湿量を増やしていくことで増大する。従って、凸となっている面側に適量の水分を供給したり、蒸気による加湿を行うことで、記録用紙のカールをフラットに調整することができる。尚、この水分供給装置又は加湿処理装置は、特に限定されるものではなく、どのような装置を用いても良い。
【００２１】
本発明において、ラインヘッドを搭載した高速インクジェットプリンターで印字を行った際に、良好な印字品質を有し、かつ広範囲の環境下でプリンター搬送性に優れる両面インクジェット記録用紙を得ることができる理由については、以下のように説明される。広範囲の環境下で、記録用紙の変形を小さく留めるために注意すべき点は、記録用紙を低湿環境下に放置した際の脱湿カール、及び高湿環境下に放置した際の吸湿波打ちを抑制する点である。
【００２２】
記録用紙が低湿環境に放置されると、徐々に用紙の水分がぬけていく（脱湿）。用紙を重ねていた場合、この脱湿は、低湿環境に接している用紙の端面、及び上面から生じることになる。水分の抜けた用紙部分の繊維は収縮するため、用紙の周囲、及び上側に収縮する作用が生まれ、結果として用紙は上側にカール（下向きに凸状）することになる。従って、片面の記録用紙であるならば、あらかじめ非記録面側にカール（記録面側に凸状）させておくなどの緩和処置が取れるが、本願のような両面記録用紙では、脱湿カールの発生自体を抑制する必要が生じる。そこで、本願では、記録用紙の水分を４．０〜５．５％と低い範囲に保つことで、用紙から水分がぬけることを防止し、脱湿カールを抑制した。水分が５．５％を超えると、脱湿カールが大きくなり、一方水分が４．０％未満であると、脱湿カールは生じないが、今度は高湿時の吸湿波打ちが悪化するので好ましくない。
【００２３】
次に、記録用紙が高湿環境に放置された場合は、吸湿して用紙が伸びる。用紙を重ねていた場合、この吸湿は、用紙の周囲、及び最上面で生じる。吸湿した部分で伸びが生じるので、用紙の周囲は中央部に比べ長くなり、その結果用紙の周囲で波打ちが生じる。従って、吸湿波打ちを防ぐには、用紙の水分を高くして高湿環境でも吸湿しないようにすれば良いのだが、本願では、脱湿カール抑制のため低水分であることが前提となっている。このため水分以外の方法で、吸湿波打ちを抑制する必要があった。そこで鋭意検討した結果、用紙剛度を一定範囲に制御することで、波打ちを抑制し良好なプリンター搬送性が得られることを見出した。
【００２４】
即ちＣＤ方向（抄紙方向に対して直交する方向）の剛度が３０以上であり、ＭＤ方向（抄紙方向）の剛度が１３０以下であることが重要である。ＣＤ剛度が３０未満であると、波打ちという変形に対する用紙の抵抗力が小さくなり、非常に多くの波打ちが発生することになる。波打ちの個数が多いと、プリンター搬送時に行われる吸引効果が損なわれ、用紙が十分に矯正されなくなるため、インクヘッドに擦れてしまう現象が生じる。ＣＤ剛度が３０以上であれば、用紙の抵抗力が十分となって波打ちの個数が減少し、プリンターの吸引効果が十分発揮され、ヘッド擦れが生じない。波打ちに関しては、剛度は高い方が良いので、特に上限はないが、剛度が高すぎると用紙が曲がり難くなるため、両面印刷を行う際の搬送時にプリンターの中で用紙が詰まってしまう現象が発生する。この現象を回避するために、ＭＤ剛度で１３０以下であることが必要となる。
【００２５】
また、プリンター搬送性には剛度に加えて、透気抵抗度の影響も見られる。多少の波打ちであるならば、プリンターの吸引によって矯正されるが、用紙の透気抵抗度が低すぎると、吸引による矯正効果が発揮されなくなる。そのため、透気抵抗度が３０秒以上であると好ましい。
【００２６】
上記したインクジェット記録用紙は、主として溶剤と分散剤と顔料とからなる非水系イ
ンクを用いたインクジェット記録に最も適する。水系インクを用いたインクジェット記録に用いることも可能であるが、水系インクでは、印字後のコックリング（インク吸収による波打ち）の影響もあるので、ヘッド擦れに関しては非水系顔料インクを用いたインクジェット記録と比較するとやや劣るものとなる。
【実施例】
【００２７】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。また、実施例において示す「部」及び「％」は、特に明示しない限り質量部及び質量％を示す。
＜実施例１＞
基紙
広葉樹漂白クラフトパルプを叩解して濾水度を３５０ｍｌに調整したパルプ１００部に対し、タルク３０部、カチオン化デンプン２部、硫酸バンド１部、及びアルキルケテンダイマー乳化物０．２部を添加してスラリーを調製した。次いでスラリーから長網抄紙機で抄紙した。その後、この原紙の両面に、燐酸エステル化デンプン５％とポリビニルアルコール０．５％の液をサイズプレスを用いて乾燥重量が両面で３ｇ／ｍ２となるように塗布し、乾燥後マシンカレンダー処理して坪量７０ｇ／ｍ２の基紙を製造した。
インク受理層
非晶質シリカ（ミズカシルＰ−５０ 水澤化学工業製：平均二次粒子径１０μm、吸油量１７０ｍｌ/100g）１００部
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７  クラレ製）３０部
エチレン酢酸ビニルエマルジョン（リカボンドＢＥ−７０００ 中央理化工業製）１５部
スチレンアクリル樹脂（ポリマロン３６０ 荒川化学製）３部
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ＰＡＳ−Ｈ−１０Ｌ 日東紡績製）５部
消泡剤（ＳＮデフォーマー４８０ サンノプコ製）０．５部
及び希釈水等を適宜添加した、固形分が１８％の塗工液を、エアーナイフコーターを用いてその乾燥塗工量が片面当たり７ｇ／ｍ２となるように基紙の両面に塗工した。塗工後、水分が４．８％になるように、またカールがフラットになるように、乾燥及びカール修正を行い、さらに表裏にカレンダー処理を行ってインクジェット記録用紙を得た。
【００２８】
＜実施例２＞
水分を４．２％に変更したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
＜実施例３＞
水分を５．４％に変更したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
＜実施例４＞
基紙の坪量を８０ｇ／ｍ２に変更したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
＜実施例５＞
インク受理層の塗布量を片面当たり５ｇ／ｍ２に変更したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００２９】
＜比較例１＞
記録用紙の水分を６．０％に調整したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
＜比較例２＞
記録用紙の水分を３．５％に調整したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
＜比較例３＞
基紙において、燐酸エステル化デンプン５％とポリビニルアルコール０．５％の液をサイズプレスを用いて乾燥重量が両面で１．５ｇ／ｍ２となるように塗布したこと以外は、実施例１と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
＜比較例４＞
基紙において、燐酸エステル化デンプン５％とポリビニルアルコール０．５％の液をサイズプレスを用いて乾燥重量が両面で６ｇ／ｍ２となるように塗布したこと以外は、実施例４と全く同様にしてインクジェット記録用紙を得た。
【００３０】
実施例１〜５、比較例１〜４で得られたインクジェット記録用紙について、以下の評価を行い、得られた結果を表１に示す。
評価方法
実施例及び比較例における各々の記録用紙の評価を、以下に示す方法により行った。印字は全てORPHIS HC 5000（理想化学工業社製、ラインヘッド搭載高速枚葉インクジェットプリンター）にて行い、印字モードは写真優先／HC専用紙マット（高品位紙）モードを使用した。各項目において、△以上の評価であれば問題なく使用できる。
【００３１】
評価項目
＜用紙物性＞
用紙物性値は、各々下記手順に従い測定した。
坪量  ：ＪＩＳ  Ｐ  ８１２４
紙厚  ：ＪＩＳ  Ｐ  ８１１８
水分  ：ＪＩＳ  Ｐ  ８１２７
こわさ（剛度）：ＪＩＳ  Ｐ  ８１４３
透気抵抗度：ＪＩＳ  Ｐ  ８１１７
＜発色性＞
シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックについて各ベタ画像を印字し、２３℃、５０％ＲＨ環境下で２４時間放置した後に、各画像部の印字濃度を反射濃度計（MACBEATH RD194I）で測定した。
【００３２】
○…４色合計値が４．２以上
△…４色合計値が４以上４．２未満
×…４色合計値が４未満
【００３３】
＜インク吸収性＞
レッド、グリーンの各ベタ画像を両面に５枚連続印字した後、印字物の白紙部分に汚れや裏移りの発生の有無を調べた。
○…インクの吸収性が速いため、汚れや裏移りが全く発生しない。
△…汚れや裏移りが若干発生するが、ほとんど目立たない程度である。
×…インクの吸収性が遅いため、汚れや裏移りが発生し程度も酷い。
＜脱湿カール＞
台上にＡ４サイズの用紙を５０枚重ねて、低温低湿環境（１０℃、３０％ＲＨ）に２時間放置した後に四隅のカール高さをを測定した。カール高さは一番下の用紙が台上から浮いた高さを測定し、四隅の平均値を測定値とした。
【００３４】
○…平均のカール高さが５ｍｍ未満
△…平均のカール高さが５ｍｍ以上、１０ｍｍ未満
×…平均のカール高さが１０ｍｍ以上
【００３５】
＜吸湿波打ち＞
台上にＡ４サイズの用紙を５０枚重ねて、高温高湿環境（３０℃、７０％ＲＨ）で２時間放置して、ＣＤ方向に現れた用紙の波打ちの個数を観察した。なお、波打ちが用紙端部で途切れている場合０．５個として数えた。
○…波打ちの個数が３．０個以下
△…波打ちの個数が３．５個〜４．５個
×…波打ちの個数が５．０個以上
＜プリンター搬送性＞
低温低湿環境（１０℃、３０％ＲＨ）、及び高温高湿環境（３０℃、７０％ＲＨ）で用紙を各１００枚両面印字して、プリンター搬送性を評価した。用紙は各環境で２時間放置した用紙を使用した。
○…搬送不良、ヘッド擦れが全く生じず、合計２００枚の印字を行うことができた。
△…カールによる搬送不良は生じなかったが、波打ちによる軽度のヘッド擦れが散見された。
×…カールによる搬送不良や波打ちによるヘッド擦れが多発した。
【００３６】
【表１】
2007083681.tif 000002
【００３７】
【表２】
2007083681.tif 000003
【００３８】
表１から、実施例１〜５で製造したインクジェット記録用紙は、ラインヘッドを有する高速インクジェットプリンターで印字した際に、発色性、インク吸収性が良好で、かつ、プリンター搬送性に優れることが分かる。
これに対し、記録用紙の水分が高い比較例１は、低湿環境で使用した際の脱湿カールが大きくなり、プリンターの給紙口で引っかかるため搬送性不良となる。一方記録用紙の水分が低い比較例２及びＣＤ剛度の低い比較例３は、高湿環境下で使用した際の吸湿波打ちが悪化し、インクヘッドに擦れるため搬送性不良となる。また、ＭＤ剛度の高い比較例４は、低湿環境での脱湿カール及び高湿環境下での吸湿波打ちに関しては問題ないが、用紙が曲がり難いことが原因により搬送性不良となる。