(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速輪転インクジェットシステムに使用するシートであって、支持体に分子量が２００００以下であるアルキルアミン・エピハロヒドリン重縮合物および／またはアルキルアミン・アンモニア・エピハロヒドリン重縮合物を両面あたり１．０〜２．０ｇ/ｍ2付着させてなり、且つＪＩＳ  Ｐ８１４０に準拠する１０秒コッブサイズ度が１０〜３０ｇ/ｍ2であることを特徴とする受容層を設けない普通紙タイプのインクジェット記録シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水溶性インクを用いて記録するインクジェット記録方式において、画像耐水性等の良好な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、高速輪転インクジェットプリンティングシステムに用いることができる受容層を設けない普通紙タイプのインクジェット記録シートであって、オフセット印刷が可能であり、インクジェット記録におけるインクセット性、画像耐水性の良好なインクジェット記録シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、種々の作動原理によりインクの微小液滴を飛翔させて紙などの記録シートに付着させ、画像・文字などの記録を行なうものであるが、高速、低騒音、多色化が容易、記録パターンの融通性が大きい、現像−定着が不要などの特徴があり、漢字を含め各種図形およびカラー画像などの記録装置として種々の用途において急速に普及している。さらに、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に比較して、遜色のない記録を得ることが可能である。また、作成部数が少なくて済む用途においては、写真技術によるよりも安価であることからフルカラー画像記録分野にまで広く応用されつつある。
【０００３】
更に最近では、輪転方式の高速インクジェットプリンティングシステムも開発され、宛名書き印刷、顧客情報印刷、ナンバリング印刷、バーコード印刷等のオンデマンドプリンティング用途にも利用されつつある。このような用途においては、固定情報をあらかじめオフセット印刷しておき、可変情報のみをインクジェット印刷する方式が一般的であり、画像耐水性といったインクジェット適性のみならずオフセット印刷適性も兼ね備えた記録シートが要求されている。
【０００４】
即ち、当該記録シートとしては、オフセット印刷が可能であり、輪転方式の高速インクジェットプリンティングシステムにおいて、１５０ｍ／ｍｉｎ以上の印刷速度でも十分なインクセット性を有し、湿度が高い条件や印字部位が何らかの理由により水に曝された場合にもインク染料が流れ出さないこと（画像耐水性）が要求される。
【０００５】
インクジェット記録シートの形態としては、所謂、上質紙・ボンド紙などに代表せれる普通紙タイプと上質紙などの紙、合成紙、合成樹脂フィルムなどの支持体上にインク受理層を設けた塗工紙タイプに大別される。
【０００６】
塗工紙タイプには、インク受理層の塗工量が１〜１０ｇ/ｍ2程度の低塗工量タイプ、１０〜２０ｇ/ｍ2程度の中塗工量タイプ、２０ｇ/ｍ2以上の高塗工量タイプの各インクジェット記録シートがある。
【０００７】
特に、近年に至っては、普通紙タイプが、外見的にも取扱いとしても好ましく、望まれてきている。しかし、これらの普通紙タイプのインクジェット記録シートの場合、塗工紙タイプに比べ画像濃度も低く、十分な画像の耐水性が得られていないのが現状である。
【０００８】
染料の耐水性を改良するためにいくつかの方法が提案されている、例えば、特開昭５５−１５０３９６号公報には水溶性インク中の染料とキレートを生成する耐水化法が示されている。また、染料の耐水性と耐光性を同時に改良するために、特開昭５９−１１７５２５号公報にはカチオン性コロイダルシリカを含有するインクジェット記録シートの例が示され、特開昭５９−１３７６５２号公報には塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物を含有するインクジェット記録シートの例が示され、さらに、特開昭６０−１１３８９号公報には塩基性オリゴマーを含有したことを特徴とするインクジェット記録シートの例が示されている。
【０００９】
また、特開平９−２０２０４２号公報や特開平１０−１６６７１３号公報には、カチオン性樹脂を付着させサイズ度を低サイズに制御する普通紙タイプのインクジェット記録シートの例が開示されている。この方法を用いた場合、インクジェット記録におけるインクセット性や画像耐水性は良好であるが、その高いインク吸収性（低サイズ性）に起因するオフセット印刷でのトラブルがしばしば見受けられ、このトラブルを回避するため、単純に記録シートのサイズ性を上げると、顕著に画像耐水性が悪化することが判っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、受容層を設けない普通紙タイプのインクジェット記録シートの場合、オフセット印刷と輪転方式の高速インクジェットプリンティングシステムにおいて、両者の適性について満足する記録シートは得られていないのが現状である。
【００１１】
本発明の目的は、受容層を設けない普通紙タイプのインクジェット記録シートにおいて、次の課題を満足させることである。
１．オフセット印刷が可能なこと。
２．輪転方式の高速インクジェットプリンティングシステムにおいて、良好なインクセット性、画像耐水性を有すること。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記に鑑み鋭意研究した結果、支持体に特定のカチオン性樹脂を付着させ、サイズ度を特定の範囲に制御することにより、オフセット印刷が可能でありインクジェット記録におけるインクセット性、画像耐水性の良好な受容層を設けない普通紙タイプのインクジェット記録シートを発明するに至った。
【００１３】
即ち、本発明のインクジェット記録シートは受容層を設けない普通紙タイプのインクジェット記録シートであって、支持体に分子量が２００００以下であるアルキルアミン・エピハロヒドリン重縮合物および／またはアルキルアミン・アンモニア・エピハロヒドリン重縮合物を両面あたり１．０〜２．０ｇ/ｍ2付着させてなり、且つＪＩＳ  Ｐ８１４０に準拠する１０秒コッブサイズ度が１０〜３０ｇ/ｍ2であることを特徴とするものである。
【００１４】
アルキルアミン・エピハロヒドリン重縮合物および／またはアルキルアミン・アンモニア・エピハロヒドリン重縮合物の分子量は１００００以下であることが更に好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインクジェット記録シートについて、詳細に説明する。なお、以下でインクジェット記録シートと記載した場合は、受容層を設けない普通紙タイプのインクジェット記録シートを表す。
【００１６】
インクジェット記録方式に用いられる直接染料や酸性染料を含有する水溶性インクの画像耐水性を向上させるためには、染料のアニオン性部分とカチオン性物質の反応による染料の定着と耐水化処理が有効であることは自明のことである。また、画像濃度や画像品位（フェザリング）の向上という観点からすれば、記録シートのサイズ性を上げることが望ましいが、極度にサイズ性を上げるとインクが記録シートに吸収されずインク溢れとなり、全くインクジェット記録シートとしての使用に絶えられなくなる。さらに、インク溢れが生じない程度にサイズ性を効かせた場合でも、サイズ性の向上に伴い、画像耐水性は悪化していくことが判っている。サイズ性の向上に伴い、画像耐水性が悪化する原因は、印字されたインク中の染料が紙層内部ではなく、より紙表面に留まりやすいためであると考えられる。
【００１７】
通常インクジェット記録シートに画像耐水性を付与させる方法としては、下記に示すようなカチオン性樹脂を付着させる方法が取られる。
【００１８】
一般的に使用されるカチオン性樹脂は、水に溶解したとき離解してカチオン性を呈する１級〜３級アミンまたは４級アンモニウム塩のモノマー、オリゴマー、ポリマーであり、好ましくは、オリゴマーまたはポリマーである。特に、本発明においては、アルキルアミン・エピハロヒドリン重縮合物および／またはアルキルアミン・アンモニア・エピハロヒドリン重縮合物が用いられる。
【００１９】
本発明に使用されるカチオン性樹脂の分子量は２００００以下であり、好ましくは１００００以下であることが望ましい。分子量が２００００より大きい場合、十分な画像耐水性を得ることが出来ない。この理由については定かではないが、輪転方式の高速インクジェットプリンティングシステムに使用されるインクは、比較的分子の大きいアニオン性染料であり、カチオン性樹脂との定着機構は染料分子の回りに定着剤が付着すると推定され、よって染料を効率よく定着するには、より低分子量が好ましいと考えられる。
【００２０】
カチオン性樹脂の乾燥付着量は、１．０〜２．０ｇ/ｍ2の範囲が好ましく、この範囲より少ないと十分な画像耐水性は得られず、この範囲より多くても構わないが、それ以上の画像耐水性向上の効果も得られず、コストの点および外見上普通紙からかけ離れていくといった点からも好ましくない。
【００２１】
カチオン性樹脂を付着させる方法としては、サイズプレス、ゲートロールコーター、フィルムトランスファーコーターの他、ブレードコーター、ロッドコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーターなど各種塗工機で塗工することも可能であるが、コストの点からは抄紙機に設置されているサイズプレス、ゲートロールコーター、フィルムトランスファーコーターなどで付着させ、オンマシンで仕上げるのが望ましい。
【００２２】
本発明のインクジェット記録シートのサイズ性は、ＪＩＳ  Ｐ８１４０に準拠する１０秒コッブサイズ度が１０〜３０ｇ/ｍ2である。コッブサイズ度を規定する理由は、値が大きい場合、即ち吸水性が良い場合、インクジェット記録におけるインクセット性や画像耐水性は良好であるものの、オフセット印刷におけるトラブルを引き起こすためである。オフセット印刷でのトラブルとはブランパイリングや地汚れのことであり、吸水性が良すぎるために用紙表面の強度の低下を引き起こし、また、印刷に必要な湿し水をブランケットを介して必要以上に奪い取ってしまうため版が汚れると考えられる。汚れを回避するため湿し水の供給量を増やすと、印刷インクと水とのバランスが崩れインク着肉不良等を引き起こすこととなる。
【００２３】
また、１０秒コッブサイズ度が１０ｇ/ｍ2より小さい場合、即ち吸水性が悪い場合、１５０ｍ／ｍｉｎ以上の印刷速度で行われるインクジェット記録において、印字されたインクが補助乾燥装置で完全に乾燥されずに補助乾燥装置直後に設けられた金属ロールに転写し、その転写したインクが用紙に再転写して汚れを引き起こすこととなる。
【００２４】
１０秒コッブサイズ度のコントロールは、ロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー、石油樹脂系サイズ剤などの内添サイズ剤のみでも構わないが、サイズプレス装置またはゲートロール装置等でカチオン性樹脂と併用して表面サイズ剤を用いることも可能である。
【００２５】
カチオン性樹脂と併用される表面サイズ剤としては、スチレン／アクリル酸系重合体、スチレン／メタアクリル酸系重合体、アクリロニトリル／ビニルホルマール／アクリル酸エステル共重合体、スチレン／マレイン酸系共重合体、ＡＫＤ系、ロジン系などの表面サイズ剤が挙げられるが、カチオン性樹脂との混合のためには、カチオン性の表面サイズ剤が好ましい。
【００２６】
さらに、カチオン性樹脂、表面サイズ剤と同時にバインダーも必要に応じて用いられ、酸化澱粉、燐酸エステル化澱粉、自家変性澱粉、カチオン化澱粉または各種変性澱粉、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、ハイドロキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコールまたはそれらの誘導体などを単独或いは併用して使用することができる。
【００２７】
本発明のインクジェット記録シートの支持体としては、木材繊維主体の紙、または木材繊維や合成繊維を主体とした不織布の如きシート状物質が挙げられ、紙の場合に使用される木材パルプは、ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ、ＮＢＳＰ、ＬＢＳＰ、ＧＰ、ＴＭＰなどの他に、古紙パルプが挙げられ、必要に応じて単独或いは併用して用いられる。
【００２８】
なお、本発明で言う古紙パルプの原料としては、（財）古紙再生促進センターの古紙標準品質規格表に示されている、上白、罫白、クリーム白、カード、特白、中白、模造、色白、ケント、白アート、特上切、別上切、新聞、雑誌などが挙げられる。さらに具体例としては、情報関連用紙である非塗工コンピュータ用紙、感熱紙、感圧紙などのプリンター用紙、およびＰＰＣ用紙などのＯＡ古紙、アート紙、コート紙、微塗工紙、マット紙などの塗工紙、或いは上質紙、色上質、ノート、便箋、包装紙、ファンシーペーパー、中質紙、新聞用紙、更紙、スーパー掛け紙、模造紙、純白ロール紙、ミルクカートンなどの非塗工紙などの紙や板紙の古紙で、化学パルプ紙、高歩留りパルプ含有紙などが使用されるが、印字、複写、印刷、非印刷を問わず特に限定されるものではない。
【００２９】
また、支持体に使用される内添填料は、白色顔料として従来公知の顔料が用いられ、単独或いは併用できるが、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、クレー、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、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムのような白色無機顔料、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、メラミン樹脂のような有機顔料などが挙げられる。
【００３０】
本発明において、紙料中には、その他の添加剤として、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、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、乾燥紙力増強剤などを本発明の所望の効果を損なわない範囲で、適宜配合することもできる。
【００３１】
本発明の抄紙方法において、抄紙機は、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、コンビネーション抄紙機、丸網抄紙機、ヤンキー抄紙機など製紙業界で公知の抄紙機を適宜使用できる。
【００３２】
本発明におけるインクジェット記録シートは、インクジェット記録シートとしての使用に留まらず、記録時に液状であるインクを使用するどのような記録シートとして用いることもできる。例えば、熱溶融性物質、染顔料などを主成分とする熱溶融性インクを樹脂フィルム、高密度紙、合成紙などの薄い支持体上に塗工したインクシートを、その裏面より加熱し、インクを溶融させて転写する熱転写記録用受像シート、熱溶融性インクを加熱溶融して微小液滴化、飛翔記録するインクジェット記録シート、油溶性染料を溶媒に溶解したインクを用いたインクジェット記録シート、光重合型モノマーおよび無色または有色の染顔料を内包したマイクロカプセルを用いた感光感圧型ドナーシートに対応する受像シートなどが挙げられる。
【００３３】
これらの記録シートの共通点は、記録時にインクが液体状態である点である。液状インクは、硬化、固化または定着までに、記録シートのインク受理層の深さ方向または水平方向に対して浸透または拡っていく。上述した各種記録シートは、それぞれの方式に応じた吸収性を必要とするもので、本発明のインクジェット記録シートを上述した各種の記録シートとして利用しても何ら制限しない。
【００３４】
さらに、複写機・プリンターなどに広く使用されている電子写真記録方式のトナーを加熱定着する記録シートとして、本発明におけるインクジェット記録シートを使用することもできる。
【００３５】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、実施例において示す「部」および「％」は、特に明示しない限り、重量部および重量％を示す。
【００３６】
＜支持体１の作製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ８０部、濾水度４７５ｍｌｃｓｆの模造古紙パルプ２０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（商品名：ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）１０部、両性澱粉（商品名：Ｃａｔｏ３２１０、王子ナショナル社製）０．８部、硫酸バンド０．６部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤（商品名：サイズパインＫ９０３、荒川化学社製）０．１１部を添加して、長網抄紙機で抄造し、坪量８０ｇ/ｍ2の支持体１を作製した。
【００３７】
＜支持体２の作製＞
支持体１のアルキルケテンダイマー型サイズ剤の添加量を０．１３部とした以外は、支持体１の作製と同様にして、支持体２を作製した。
【００３８】
＜支持体３の作製＞
支持体１のアルキルケテンダイマー型サイズ剤の添加量を０．０４部とした以外は、支持体１の作製と同様にして、支持体３を作製した。
【００３９】
実施例１
上記により作製した支持体１に、カチオン性樹脂としてジメチルアミン・アンモニア・エピクロルヒドリン重縮合物（商品名：ジェットフィックス３１Ａ、分子量４５００、里田化工社製）を乾燥付着量で１．５ｇ/ｍ2、燐酸エステル化澱粉（商品名：ＭＳ＃４６００、日本食品化工社製）を乾燥付着量で１．５ｇ/ｍ2となるようオンマシンのサイズプレス装置を用いて付着させ、マシンカレンダー処理を行って、実施例１のインクジェット記録シートを作製した。
【００４０】
実施例２
実施例１のカチオン性樹脂をジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物（商品名：ジェットフィックス３６Ｎ、分子量３１００、里田化工社製）とした以外は、実施例１と同様にして、実施例２のインクジェット記録シートを作製した。
【００４１】
実施例３
実施例１のカチオン性樹脂をジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物（商品名：ＡＧＥＦＬＯＣ  Ｂ５０ＬＶ、分子量１５０００、ＪＰＮケミカル社製）とした以外は、実施例１と同様にして、実施例３のインクジェット記録シートを作製した。
【００４２】
実施例４
実施例１のカチオン性樹脂をジメチルアミン・アンモニア・エピクロルヒドリン重縮合物（商品名：パピオゲンＰ−１０５、分子量２００００、センカ社製）とした以外は、実施例１と同様にして、実施例４のインクジェット記録シートを作製した。
【００４３】
実施例５
実施例１のカチオン性樹脂の乾燥付着量を１．０ｇ/ｍ2とした以外は、実施例１と同様にして、実施例５のインクジェット記録シートを作製した。
【００４４】
実施例６
実施例１の支持体を支持体２とした以外は、実施例１と同様にして、実施例６のインクジェット記録シートを作製した。
【００４５】
実施例７
実施例１の支持体を支持体２として、カチオン性樹脂の乾燥付着量を２．０ｇ/ｍ2とした以外は、実施例１と同様にして、実施例７のインクジェット記録シートを作製した。
【００４６】
実施例８
実施例２の支持体を支持体２とした以外は、実施例２と同様にして、実施例８のインクジェット記録シートを作製した。
【００４７】
比較例１
実施例１のカチオン性樹脂をジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物（商品名：ＡＧＥＦＬＯＣ  Ｂ５０、分子量３００００、ＪＰＮケミカル社製）とした以外は、実施例１と同様にして、比較例１のインクジェット記録シートを作製した。
【００４８】
比較例２
実施例１のカチオン性樹脂をジメチルアミン・アンモニア・エピクロルヒドリン重縮合物（商品名：パピオゲンＰ−１０４、分子量４００００、センカ社製）とした以外は、実施例１と同様にして、比較例２のインクジェット記録シートを作製した。
【００４９】
比較例３
実施例１の支持体を支持体２として、カチオン性樹脂の乾燥付着量を０．８ｇ/ｍ2とした以外は、実施例１と同様にして、比較例３のインクジェット記録シートを作製した。
【００５０】
比較例４
実施例１の支持体を支持体３とした以外は、実施例１と同様にして、比較例４のインクジェット記録シートを作製した。
【００５１】
比較例５
実施例７のサイズプレス液にカチオン性表面サイズ剤（商品名：バソプラスト２６５Ｄ、ＢＡＳＦ社製）を乾燥付着量で０．２ｇ/ｍ2となるよう添加した以外は、実施例７と同様にして、比較例５のインクジェット記録シートを作製した。
【００５２】
上記により作製した実施例１〜８および比較例１〜５のインクジェット記録シートについて、ミヤコシ製オフセットフォーム輪転機で、印刷速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、使用インク：Ｔ＆Ｋ  ＴＯＫＡ  ＵＶベストキュア墨および金赤、ＵＶ照射量：８ｋＷ２基の条件で罫線、網点、文字を主体とする評価画像について印刷を行った。印刷に際しては、一般のフォーム用紙で条件出しを行い、問題なく印刷できることを確認した後、当該シートについて６０００ｍの印刷を行った。
【００５３】
次いでオフセット印刷を行った用紙をミヤコシ製高速インクジェットプリンティングシステムｓｃｉｔｅｘ６２４０で、印刷速度：５０、１００、１５０、２００ｍ／ｍｉｎの各速度、使用インク：サイテックス１００７黒インク、補助乾燥装置：富士電波工機製高周波乾燥機（発信周波数２７．１２ＭＨｚ、出力７．５ｋＷ）２パスの条件で評価画像を印字し、次に記載した評価方法によって評価し、その結果を表１に示した。
【００５４】
＜オフセット印刷適性＞
オフセット印刷後ブランパイリングの状況、用紙白紙部分の地汚れの状況について目視の判定を行った。Ａは特性が良好、Ｂは実用上問題ない範囲で良好、Ｃは実用上問題あり、Ｄは特性が不良を示す。
【００５５】
＜インクセット性＞
印刷速度を変えてインクジェット記録を行い、インクの転写汚れが発生しない上限の速度で表記した。実用上１５０ｍ／ｍｉｎ以上が必要である。
【００５６】
＜画像耐水性＞
インクジェット記録後のシートを水道水中に３０秒間浸積した後、余分な水分を濾紙で吸い取り自然乾燥した。その後、記録画像の滲みの程度を目視で評価した。なお、評価基準として、Ａは特性が良好、Ｂは実用上問題ない範囲で良好、Ｃは実用上問題あり、Ｄは特性が不良を示す。
【００５７】
【表１】
0003798174.tif 000002
【００５８】
上記表１の実施例１〜８の結果から明らかなように、支持体に分子量が２００００以下、好ましくは１００００以下であるアルキルアミン・エピハロヒドリン重縮合物および／またはアルキルアミン・アンモニア・エピハロヒドリン重縮合物を両面あたり１．０〜２．０ｇ/ｍ2付着させ、１０秒コッブサイズ度を１０〜３０ｇ/ｍ2としたインクジェット記録シートは、オフセット印刷適性が良好であり、インクセット性や画像耐水性も良好である。
【００５９】
また、比較例１〜３で明かなように、アルキルアミン・エピハロヒドリン重縮合物および／またはアルキルアミン・アンモニア・エピハロヒドリン重縮合物の分子量が２００００を超えるもの、或いはカチオン性樹脂の付着量が１．０ｇ/ｍ2未満のものは、画像耐水性が不良である。更に、比較例４、５で明らかなように、１０秒コッブサイズ度が３０ｇ/ｍ2を超えるものはオフセット印刷適性が悪く、１０ｇ/ｍ2未満のものはインクセット性が不良であることがわかる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明のインクジェット記録シートは、支持体に分子量が２００００以下、好ましくは１００００以下であるアルキルアミン・エピハロヒドリン重縮合物および／またはアルキルアミン・アンモニア・エピハロヒドリン重縮合物を両面あたり１．０〜２．０ｇ/ｍ2付着させ、且つＪＩＳ  Ｐ８１４０に準拠する１０秒コッブサイズを１０〜３０ｇ/ｍ2とすることにより、オフセット印刷適性が良好であり、輪転方式の高速インクジェットプリンティングシステムでのインクセット性や画像耐水性の良好なインクジェット記録シートである。