(57)【要約】【課題】  コックリングと呼ばれる現象を緩和できる記録媒体を提供する。【解決手段】  支持体の繊維方向に交差する方向にミシン目状の貫通孔が形成されている記録媒体を用いる。【選択図】  図１
2007196620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体の繊維方向に交差する方向にミシン目状の貫通孔が形成されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
繊維方向に交差する方向にミシン目状の貫通孔が形成されている支持体にインク受容層を設けられたことを特徴とする記録媒体。
【請求項３】
前記ミシン目状の貫通孔は印字領域に設けられた請求項１または請求項２に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体、記録媒体用支持体、これらの製造方法、及び該記録媒体を用いた画像形成方法に関する。特に、インク受容層が設けられる繊維状物質から構成される支持体或いはインク受容層を備えない記録媒体自体に、繊維方向と交差するように形成されたミシン目状の貫通孔を有する記録媒体に関する。より詳しくは、水性インクによって印字面が波打つコックリングと呼ばれる現象を緩和できる記録媒体及び該記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において多用されているインクジェット記録方式は、インクの微小液滴を種々の作動原理により飛翔させて、紙等の記録媒体に付着させ、画像、文字等の記録を行うものである。この記録方式を適用した記録装置は、高速低騒音であり、又、多色化が容易で、記録パターンの融通性も大きく、現像、定着が不要である等の特徴があり、各種画像の記録装置として情報機器をはじめ各種の用途において急速に普及している。更に、多色インクジェット方式により形成される画像は、製版方式による多色印刷や、カラー写真方式による印画と比較して遜色のない記録を得ることも可能であり、作成部数が少ない場合には通常の多色印刷や印画によるよりも安価であることから、フルカラー画像記録の分野にまで広く応用されつつある。
【０００３】
インクジェット記録方式の利用拡大に伴い、記録の高速化、高精細化、フルカラー化等の記録特性の更なる向上が要求され、記録装置、記録方法の改良が行われている。これと共に、かかる要求に対応するために、従来から多種多様の記録媒体が提案されてきている。例えば、支持体表面にインク吸収性の塗工層を設けたインクジェット記録用紙についての提案や（例えば、特許文献１参照）、記録媒体用支持体に積層されるインク受容層中の顔料として非晶質シリカを用いたることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
用途の多様化に伴って記録画像の品位として、印字物のカールやコックリングの発生の低減も求められるようになってきた。これらの現象は、いずれもインク吸収によって記録媒体に伸縮や歪みが生じるために発生するものと想定されている。ここでコックリングとは、記録媒体の印字面がボコついたり波打ったりする現象を言う。このコックリング現象を回避する手段としては、これまでに下記に挙げるような方法の提案があった。
【０００５】
特許文献３ではカール対策として支持体を貫通しない程度に裏面に傷または穴を抄紙方向と平行につけるというものをあげている。また傷または穴は直線またはミシン目を形成するものである。これは１パス印字で印字直後のコックリングをおさえるためには効果が弱いようである。
【０００６】
特許文献４では無配向の和紙の高湿での波打ちを防止するために抄紙時に水をふりかけて繊維が存在しない穴部を形成するというものでる。しかしながら特許文献４では無配向の紙をあつかっていて、本件の技術課題である配向性のある紙での繊維と交差する方向でのコックリングとはことなるものである。また、水を振り掛けるため穴がある程度おおきくなってしまう。
【特許文献１】特開昭５５−５８３０号公報
【特許文献２】特開昭５５−５１５８号公報
【特許文献３】特開平７−３２９４１３号公報
【特許文献４】特開平５−１５６５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、先に列挙したような先行して提案されている各種の記録媒体に対して検討を行ったところ特に１００％を超えるインク量の印字を行った際に、新たなコックリングやカールを発生する現象を見出した。更に、その状態を解析したところ、実質的にコックリングしている部分の数が増大して、結果的に目立つ様になっているとの知見を得た。本発明は、このような新たな知見に基づく新規な課題を解決することを主たる目的とする。
【０００８】
即ち、本発明の目的は、上記した１００％を超えるインク量の印字を行った場合に生じる新たな問題を解決し、コックリングの数を少なくできる記録媒体、及び該記録媒体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。本発明の第一の実施形態は支持体の繊維方向に交差する方向にミシン目状の貫通孔が形成されていることを特徴とする記録媒体である。
【００１０】
第二の実施形態は繊維方向に交差する方向にミシン目状の貫通孔が形成されていることを特徴とする支持体にインク受容層を設けられた記録媒体である。
【発明の効果】
【００１１】
上記した本発明によって得られる代表的な効果は以下の通りである。
【００１２】
発明にかかる第一の実施形態は、その支持体及びインク受容層の厚みが相対的に薄い場合（たとえば１５ｇ/m2以下）に１００％を超えるインク量の印字を行った際にも、印字後のコックリングの増加発生は小さい。
【００１３】
発明にかかる第二の実施形態はその支持体及びインク受容層の厚みが相対的に薄い場合（たとえば１５ｇ/m2以下）に１００％を超えるインク量の印字を行った際にも、印字後のコックリングの増加発生は小さい。さらに高精細な記録画像を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下好ましい実施形態をあげて本発明を詳細に説明する。本発明者は、支持体およびインク受容層のインク打ち込みに依る変形に対して様々な検討をおこなった。その結果繊維状物質からなる支持体に繊維方向と交差するようにミシン目状の貫通孔を形成することによってコックリングの発生が低減できることを見出して本発明に至った。
【００１５】
図１は本発明の概念図である。支持体に鋭利な針のようなもので繊維方向と交差するようにミシン目状の貫通孔を形成する。穴はできるだけ密に（たとえば５０穴/cm2）するのが好ましい。また穴の直径は０．５mm以下が望ましい。前記ミシン目状の貫通孔は繊維を切断するように設けることがより好ましい。
【００１６】
本発明にかかる記録媒体にインクを付与して画像を形成した場合に、記録媒体のコックリングの発生が低減される理由は、以下のような事実に基づく。
【００１７】
記録媒体に印字されたインク液滴は最終的には支持体へと浸透、拡散していく。コックリングは、記録媒体の繊維方向と交差する方向に発生する。
紙は配向している。
【００１８】
支持体に穴をあけたら、コックリングが少し緩和されることに気がついた。
【００１９】
さらに支持体に繊維方向と交差する方向にミシン目状の貫通孔を形成したらコックリングが著しく減少した。
【００２０】
以上からこのような紙に印字したところコックリングが減少する理由として繊維の伸縮によって繊維と交差する方向に生じるコックリングが支持体を貫通する穴部分に吸収されて平面性が保たれていると考えられる。
【００２１】
またこの支持体の少なくとも一面にインク受容層をつけてもよい。
【００２２】
以下、本発明にかかる記録媒体の各構成材料等について更に詳細に説明する。
【００２３】
（支持体の繊維状物質）
本発明の支持体は繊維状物質を主体としている。この繊維状物質としては、セルロースパルプを用いることができる。具体例を挙げると、例えば、広葉樹材及び針葉樹材から得られるサルファイトパルプ（ＳＰ）、アルカリパルプ（ＡＰ）、クラフトパルプ（ＫＰ）等の化学（ケミカル）パルプや、セミケミカルパルプ、セミメカニカルパルプ、機械（メカニカル）パルプ等、更には、脱墨された二次繊維である古紙パルプが使用可能である。又、パルプは、未漂白パルプ、漂白パルプの区別、及び叩解、未叩解の区別なく使用可能である。先に述べたように叩解又、セルロースパルプとしては、非木材パルプである、草、葉、靱皮、種毛等の繊維、例えば、わら、竹、麻、バガス、ケナフ、みつまた、コットンリンター等のパルプも使用できる。
【００２４】
本発明では、上記セルロースパルプに加えて、嵩高性セルロース繊維、マーセル化されたセルロース、フラッフ化セルロース及びサーモメカニカルパルプ等の機械パルプ等から選択される少なくとも１種を添加して用いることができる。これらのパルプの添加によって、得られる記録媒体のインク吸収速度、インク吸収量を向上させることができる。
【００２５】
更に、本発明の記録媒体では、上記したセルロースパルプに加えて、微細フィブリル化セルロース、結晶化セルロース、広葉樹又は針葉樹を原料とする硫酸塩パルプ、亜硫酸塩パルプ、ソーダパルプ、ヘミセルラーゼ処理パルプ及び酵素処理化学パルプ等から選ばれる少なくとも１種を添加して用いることもできる。これらのパルプの添加によって、得られる記録媒体表面の平滑性向上や、地合いが良くなるといった効果がある。
【００２６】
本発明では、支持体を形成する繊維状物質として、単層構造、多層構造のどちらの構造のものでも用いることができ、特に制限はない。多層構成の支持体の好ましい形態としては、例えば、特開２０００−２１１２５０公報に記載された構成が挙げられる。
【００２７】
本発明では、支持体を構成する繊維状物質に、必要に応じて填料を加えることができる。例えば、填料としては、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム等の白色顔料を用いることができる。又、本発明では、記録媒体のインク吸収速度を高くするために、填料無添加の構成を取ることも可能である。
【００２８】
本発明にかかる記録媒体では、先に述べたように、繊維状物質の繊維間の空隙の存在が重要となる。従って、支持体を製造する場合には、表面サイズ処理のない無サイズ紙とすることが好ましい。これは、紙を製造する場合に、従来から行われている澱粉等によるサイズプレス処理をすると、繊維間の空隙が埋まってしまうからである。
【００２９】
（支持体の製造方法）
本発明の記録媒体に用いる支持体の製造方法には、一般的に用いられている紙の製造方法を適用することができる。抄紙装置としては従来から用いられている長網抄紙機、丸網抄紙機、円胴、ツインワイヤー等から選択して用いることが出来る。
【００３０】
本発明の記録媒体では、通常の紙の製造方法で行われるサイズプレス工程の代わりにアルミナ水和物を塗工する。アルミナ水和物の塗工方法は、オンマシン塗工が好ましい。オンマシン塗工の方法としては、一般的な塗工方法を選択して用いることができる。例えば、ゲートロールコーター、サイズプレス、バーコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、ブラッシュコーター、カーテンコーター、グラビアコーター、スプレー装置等による塗工技術を採用することができる。
【００３１】
更に、必要に応じてカレンダー処理やスーパーカレンダー処理を行って表面を平滑にして得られた支持体を使用することができる。
【００３２】
ここで支持体の繊維方向に目安として5mm間隔程度、繊維方向と交差する方向に目安として3mm間隔程度で貫通する穴を形成した。また繊維方向とはおよそ直角に交差するようにする。さらに穴は直径およそ１ｍｍ程度以下になるようにした。
【００３３】
（インク受容層の構成材料）
本発明にかかる記録媒体のインク受容層を構成する主材料は、多孔質無機顔料とバインダーである。多孔質無機顔料としては、例えば、多孔質シリカ、多孔質炭酸カルシウム、多孔質炭酸マグネシウム等の中から選択して用いることができる。先に述べたように、細孔容積が大きい点で、多孔質シリカが最も好ましい。
【００３４】
本発明のインク受容層のバインダーとしては、下記に挙げる水溶性高分子の中から自由に選択することができる。例えば、ポリビニルアルコール又はその変性体（カチオン変性、アニオン変性、シラノール変性）、澱粉又はその変性体（酸化、エーテル化）、ゼラチン又はその変性体、カゼイン又はその変性体、カルボキシメチルセルロース、アラビアゴム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス、官能基変性重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系共重合体ラテックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸又はその共重合体、アクリル酸エステル共重合体等を用いることが好ましい。これらのバインダーは、単独で或いは複数種混合して用いることができる。前記した多孔質無機顔料とバインダーとの混合比は、顔料１００質量部に対して５から７０部とすることが好ましい。バインダー量が上記範囲よりも少ない場合は、インク受容層の機械的強度が不足してクラックや粉落ちが発生する恐れがあり、バインダー量が上記範囲よりも多い場合は、インク受容層のインク吸収性が低下する恐れがある。
【００３５】
本発明にかかる記録媒体では、発色性向上や画像の耐擦過性向上のために、インク受容層の形成にカチオン性物質を用いることが好ましい。カチオン性物質としては、例えば、４級アンモニウム塩、ポリアミン、アルキルアミン、ハロゲン化第４級アンモニウム塩、カチオン性ウレタン樹脂、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物等の材料の中から適宜に選択して用いることができる。
【００３６】
本発明にかかる記録媒体では、記録媒体に含まれる上記したようなカチオン性物質等の電解質材料の添加量を制御することによって、記録媒体の表面抵抗を制御することができる。本発明における表面抵抗の好ましい範囲は、１×１０9Ω／□以上、１×１０12Ω／□以下の範囲である。記録媒体は、例えば、インクジェット記録装置等の装置内を搬送される途中に帯電する場合がある。帯電した記録媒体にインクジェット記録を行なうと、インクが記録媒体にあたった後、跳ね返ってインクミストが発生する場合がある。しかし、記録媒体の表面抵抗を上記範囲にすることによって、このようなインクミストの発生を少なくすることができる。
【００３７】
本発明では、上記したインク受容層の構成材料に、更に、分散剤、増粘剤、ｐＨ調整剤、潤滑剤、流動性変性剤、界面活性剤、消泡剤、耐水化剤、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、防バイ剤等を、必要に応じて添加することも可能である。
【００３８】
（インク受容層の形成方法）
本発明のインク受容層を有する記録媒体において、支持体上にインク受容層を形成する方法としては、前記した多孔質無機顔料、バインダー及びその他の添加剤等からなる水分散液を作り、該分散液を塗工機を用いて支持体上に塗布、乾燥する方法を用いることができる。この際に用いる塗工方法としては、一般に用いられているブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーターブラッシュコーター、カーテンコーター、バーコーター、グラビアコーター、スプレー装置等による塗工技術を採用することができる。分散液の塗布量は、乾燥固形分換算で、５ｇ／ｍ2以上、３０ｇ／ｍ2以下であれば、インク吸収性とコックリングの発生の抑制を満足することができる。より好ましい塗布量の範囲は、７ｇ／ｍ2以上、２０ｇ／ｍ2以下である。この範囲内であれば、インク受容層の表面強度を強くすることができる。又、必要に応じてインク受容層形成後に、カレンダーロール等を用いてインク受容層の表面平滑性を良くすることも可能である。
【００３９】
（本発明の画像形成方法に使用するインク）
本発明にかかる画像形成方法は、インクの液滴を記録媒体が備えるインク受容層の表面に付与して印字を行なうものであって、記録媒体として、上記した構成の本発明にかかる記録媒体を使用することを特徴とする。この場合に使用するインクは、主として、色剤（染料若しくは顔料）、水溶性有機溶剤及び水を含むものが利用できる。
【００４０】
染料としては、例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、食用色素等に代表される水溶性染料を用いることが好ましいが、上記した構成の本発明にかかる記録媒体との組み合わせで、定着性、発色性、鮮明性、安定性、耐光性、その他の要求される性能を満たす画像を与えるものであれば、いずれのものも使用することができる。顔料としては、カーボンブラック等を用いることができる。この場合に顔料インクを調製する方法としては、顔料と分散剤を併用する方法、自己分散型顔料を用いる方法、顔料をマイクロカプセル化する方法等を用いることが可能である。
【００４１】
水溶性染料は、一般に水又は水と水溶性有機溶剤からなる溶媒中に溶解して使用するものであるが、これらの溶媒成分や、上記顔料を分散させる溶媒としては、好ましくは水と水溶性の各種有機溶剤等との混合物を使用する。この際には、インク中の水分含有量が、２０質量％以上、９０質量％以下の範囲内となるように調整することが好ましい。
【００４２】
又、上記水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール等の炭素数が１から４の範囲のアルキルアルコール類、ジメチルホルムアミド等のアミド類、アセトン等のケトン又はケトンアルコール類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコール類、エチレングリコール等のアルキレン基が２から６個の炭素数を含むアルキレングリコール類、グリセリン、エチレングリコールメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類等が挙げられ、これらから選択された１種、或いは２種以上を選択して組合せて用いることができる。
【００４３】
これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、特にジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類を用いることが好ましい。多価アルコール類は、インク中の水が蒸発し、水溶性染料が析出することに基づくノズルの目詰まり減少を防止するための潤滑剤としての効果が大きいため、特に好ましい。
【００４４】
インクには可溶化剤を加えることもできる。代表的な可溶化剤としては、含窒素複素環式ケトン類が挙げられるが、その目的とする作用は、水溶性染料の溶媒に対する溶解性を飛躍的に向上させることにある。例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１、３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが好ましく用いられる。更に、インクの特性の改善のために、粘度調整剤、界面活性剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、比抵抗調整剤等の添加剤を加えて用いることもできる。
【００４５】
（印字方法）
本発明にかかる記録媒体に、上記で説明したようなインクを付与して画像形成を行なう方法としては、インクジェット記録方法が好適である。インクジェット記録方法としては、インクを微細孔（ノズル）より効果的に離脱させて、記録媒体にインクを付与し得る方法であればいかなる方法でもよい。これらの中でも特に、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を特に有効に使用することができる。
【実施例１】
【００４６】
Fox River（配向度１．３２）をもちいて針を用いて支持体の繊維方向に、目安として３mm間隔程度、繊維方向と交差する方向に目安として2mm間隔程度で貫通する穴を形成した。穴は直径１ｍｍ以下になるようにした。こうして支持体を貫通する穴が支持体の繊維方向と交差する方向に形成された記録媒体が得られた。
このようにして得られた記録媒体にインクジェット記録装置をもちいてインクを打ち込んだところ、印字後一分経過したときに観察したコックリング現象はこのような穴が形成されていない記録媒体をもちいて印字した場合にくらべ著しく低減された。
【実施例２】
【００４７】
Fox River（配向度１．３２）をもちいて針を用いて支持体の繊維方向に、目安として３mm間隔程度、繊維方向と交差する方向に目安として2mm間隔程度で貫通する穴を形成した。穴は直径１ｍｍ以下になるようにした。こうして支持体を貫通する穴が支持体の繊維方向と交差する方向に形成された記録媒体が得られた。
【００４８】
多孔質シリカ（カープレックスＢＳ−３１２ＡＭ、塩野義製薬社製。カープレックスは登録商標。）１００質量部と、バインダーとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ１１７、クラレ社製）３７質量部とをイオン交換水に分散して、乾燥固形分濃度２０質量％の塗工用分散液を作成した。次に、得られた塗工用分散液を前記支持体にバーで塗工し、その後に乾燥して固形分量１０ｇ／ｍ2のインク受容層を形成した。更に、その後、スーパーカレンダーでインク受容層表面を平滑にした。このようにして得られた本実施例の記録媒体に、先の方法で印字した印字物にインクジェット記録装置をもちいてインクを打ち込んだところ印字後のコックリング現象はこのような穴が形成されていない記録媒体をもちいて印字した場合にくらべ著しく低減された。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の概念図である。
【図１】
2007196620.tif 000003