JP3661274B2

JP3661274B2 - Inkjet recording medium

Info

Publication number: JP3661274B2
Application number: JP13189096A
Authority: JP
Inventors: 俊一郎向吉; 晋一浅野
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2016-05-27
Also published as: JPH09314984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録体に関し、特に優れたインク吸収性を有し、高速で印字されても画像品位に優れるインクジェット記録体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェットプリンタによる記録が、騒音が少なく、高速記録が可能であり、かつ、多色化が容易なために多方面で利用されている。インクジェット記録体としては、インク吸収性に富むように工夫された上質紙や、表面に多孔性顔料を塗工した塗工紙等が適用されている。また、最近になり表面に光沢層を設けた光沢タイプのインクジェット記録体も開発されてきている。
さらに、インクジェット記録の高速化、記録画像の高精細化、フルカラー化といった用途の拡大に伴い、高速印字適性に優れたインクジェット記録体が希求されている。
このような要求を満たすには、インクの吸収速度を高める必要があるが、従来技術、例えば単にシリカ、アルミナ等の多孔性に富む顔料を用いた記録層を設けただけでは十分でないことが明らかになってきた。
【０００３】
インクの吸収性を規定した従来技術としては、▲１▼インク吸収容量を規定（特開昭６０−１２２１８８号）したものがある。ここでは、インクの付着した記録用紙にその１秒後に吸取紙を押し当てて、吸取紙にインクが転移しない最大インク量をインク吸収容量としているが、インクの吸収速度と吸収容量には必ずしも相関が無く、また吸取紙を押し当ててインクの転移をみる場合、記録用紙の平滑性等にも影響を受け、測定値自体も信頼性に欠ける恐れがある。また▲２▼インク受理層中に吸収される溶液の重量を規定した例（特開昭６１−３７７７号）もあるが、１０秒という過剰の時間に溶液を吸収させ、余分の溶液を取り除いて吸収量を測定するものであり、実際に記録する際のインクの吸収速度を議論できるものではない。また▲３▼インク吸収性をインクの乾燥性より規定し、インクジェット記録後、記録部を指で触り、インクが付着しなくなる時間を測定した例（特開昭６２−１４０８７８号）もあるが、正確性に欠け、高速印字適性を評価するのには不十分であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高速印字に対応し、優れたインク吸収性と画質が得られるインクジェット記録体を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の態様を含む。
［１］基材と、該基材上に設けられた少なくとも１層の記録層と、該記録層上に設けられた光沢層とからなるインクジェット記録体において、
前記記録層は、無定形シリカ又は酸化アルミニウムを含む顔料と、該顔料に対して２〜２０重量％のポリビニルアルコールとを含有し、
前記光沢層は、ガラス転移点が４０〜１００℃の重合体樹脂を含有する塗工液を前記記録層に塗工し、８０〜９０℃に加熱した鏡面ドラムに圧接、乾燥して形成されており、
前記光沢層表面に水／ジエチレングリコールを７０：３０の比率で混合した溶液を滴下した際の吸収速度が、１００ｎｌ／ｓｅｃ以上であることを特徴とするインクジェット記録体。
［２］前記光沢層の重合体樹脂が、エチレン性不飽和結合を有するモノマーを重合させてなる重合体樹脂である［１］記載のインクジェット記録体。
［３］基材と、該基材上に設けられた少なくとも１層の記録層とからなるインクジェット記録体において、
前記記録層は、無定形シリカ又は酸化アルミニウムを含む顔料と、該顔料に対して２〜２０重量％のポリビニルアルコールとを含有し、
前記記録層表面に水／ジエチレングリコールを７０：３０の比率で混合した溶液を滴下した際の吸収速度が、１００ｎｌ／ｓｅｃ以上であることを特徴とするインクジェット記録体。
【０００６】
【発明の実施の形態】
前記したように、本発明者等は、高速印字適性を備えるインクジェット記録体につき鋭意検討を重ねた結果、基材上に顔料および接着剤を含有する記録層を少なくとも１層設けたインクジェット記録体において、インクジェット記録体の記録面上に、水／ジエチレングリコールを重量比で７０：３０の比率で混合した溶液を滴下した際の吸収速度が、１００ｎｌ（ナノリットル）／ｓｅｃ以上、より好ましくは２００ｎｌ（ナノリットル）／ｓｅｃ以上とすることにより、画質に優れ、にじみがなく、記録濃度の高いインクジェット記録体が得られることを見出した。上限は特にないが１００００ｎｌ（ナノリットル）／ｓｅｃ程度までは吸収速度は上げられる。
【０００７】
ここで、吸収速度とは、インクジェット記録体の記録面上に水／ジエチレングリコールを重量比で７０：３０の比率で混合した溶液を滴下し、液滴の記録面への吸収に伴う記録面上での体積の減少より、単位時間当たりに減少した体積として表わされる。本発明では、FIBRO system ab社から販売されている動的液体吸収試験器（ファイブロ１１００ＤＡＴダイナミック・アブソープション・テスター，総発売元松坂貿易株式会社）を使用し測定した。具体的測定方法としては、精密液体ポンプによりシリンジを通じて液滴を３μｌ（マイクロリットル）滴下し、滴下された液滴を真横からビデオカメラにて拡大観察し、液滴が記録面上に接触した時点より２０ｍｓｅｃ間隔で撮影し液滴の体積変化を追跡した。吸収速度は、液滴が記録面上に接触した時点より１秒後から５秒後までの間の液滴の体積変化より算出した。本発明では以上の様にして吸収速度を求めたが、測定装置としては同様の原理で測定できるものであれば、上記のものに限定されるものではない。
【０００８】
本発明の吸収速度測定に用いる、水／ジエチレングリコールを重量比で７０：３０の比率で混合した溶液は、インクジェット記録用の水性インクの組成をモデル化したものであり、各種のインクジェットプリンターで使用される水性インクの吸収性を把握するのに適している。さらに本発明で規定した吸収速度は特に高速印字を行うプリンターで重要な特性となることが判った。本発明の吸収速度が１００ｎｌ／ｓｅｃ未満では、水性インクの吸収が遅くなり、インクが表面であふれてにじんだり、吸収ムラが生じ、画質のベタ印字の均一性が低下するようになる。
本発明で規定した吸収速度は、記録層の顔料と接着剤の種類および両者の配合比率等により調整される。インクジェットプリンター用の水性インクは、記録層の顔料間の隙間および顔料内の微孔に吸収・保持されると考えられ、多孔性に富む顔料を使用し、顔料間は十分に接着されているが、顔料間の隙間が埋め尽くされず十分な空間が形成される程度に接着剤の量を制御すると、本発明で規定した吸収速度を高めることができる。
【０００９】
記録層の顔料としては、例えばカオリン、クレー、焼成クレー、無定形シリカ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、コロイダルシリカ、ゼオライト、セピオライト、スメクタイト、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスチックピグメント、尿素樹脂系プラスチックピグメント、ベンゾグアナミン系プラスチックピグメント等、一般塗工紙製造分野で公知公用の各種顔料が使用できるが、上記の顔料の中でも、記録層の構造をポーラスでインク吸収性の優れたものにする意味で、無定形シリカや酸化アルミニウム等の顔料が特に好ましく使用される。
【００１０】
接着剤としては、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類、澱粉や酸化澱粉等の各種澱粉類、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロース等のセルロース誘導体、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス、等一般に塗被紙用として用いられている従来公知の接着剤が単独、あるいは併用して用いられる。
なお接着剤の配合量は特に限定しないが顔料に対し、１〜４０重量％、より好ましくは２〜２０重量％程度の範囲で調節される。ここで接着剤の量が少ないと、記録層の強度が弱くなり表面が傷つきやすくなったり、粉落ちが発生する場合がある。逆に接着剤の量が多いと、インク吸収性が低下し、所望のインクジェット記録適性が得られなくなる場合がある。
【００１１】
記録層にはポリエチレンポリアミンやポリプロピレンポリアミンなどのポリアルキレンポリアミン類、またはその誘導体、第３級アミノ基や第４級アンモニウム基を有するアクリル樹脂、ジアクリルアミン等のカチオン性の樹脂を印字画像耐水性を向上させる目的で顔料１００重量部に対し、１〜３０重量部、より好ましくは５〜２０重量部の範囲で添加することができる。
【００１２】
その他、一般塗工紙の製造において使用される分散剤、増粘剤、消泡剤、着色剤、帯電防止剤、防腐剤等の各種助剤が適宜添加される。上記材料をもって構成される記録層用組成物は、一般に固形分濃度を５〜６５重量％程度に調整し、坪量が約２０〜４００ｇ／ｍ²程度の基材上に乾燥重量で１〜５０ｇ／ｍ²程度、より好ましくは２〜２０ｇ／ｍ²程度になるように塗工される。ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブラシコーター、チャンプレックスコーター、バーコーター、グラビアコーター等の各種公知公用の塗工装置により塗工、乾燥できる。さらに、必要に応じて記録層の乾燥後にスーパーキャレンダー、ブラシ掛け等の平滑化処理を施すこともできる。
なお、ベースとなる基材は、特に限定されるものではなく、一般の塗工紙に使用される酸性紙、あるいは中性紙等の紙基材、合成紙、さらにポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン等の合成樹脂よりなる透明または不透明のプラスチックフィルム、金属箔類、さらに紙とプラスチックフィルム等のラミネート紙等が適宜使用される。
【００１３】
記録層の塗工量を比較的少なくし、基材にもインクを吸収させるように設計することもできる。特に紙基材を用いた場合は、紙基材のインク吸収性が重要になる。紙基材のインク吸収性はサイズ度を調整することにより制御することが可能である。記録層の塗工量が比較的少ない場合、例えば５ｇ／ｍ² 程度以下の場合、サイズ度が低い方がインク吸収性が向上する傾向がある。サイズ度は、原紙のパルプの種類、パルプの叩解度、紙力増強剤、内添サイズ剤、表面サイズ剤等により影響される。プラスチックフィルムやラミネート紙等のインク吸収性に乏しい基材を用いる場合、記録層自体が十分なインク吸収容量を持つ必要があり、記録層の塗工量をある程度多くする（例えば５ｇ／ｍ² 程度以上）とよい。上記した顔料と接着剤を含有する記録層上にさらに光沢層を設け、光沢タイプのインクジェット記録体を得ることができる。この態様では写真調の高品位画像が得られる。光沢層は、樹脂および必要に応じて顔料を添加して構成される。光沢層はインクが速やかに通過できるよう、光沢を阻害しない範囲で多孔性もしくは通液性にするのが好ましい。このようにするためには、光沢を落とさない範囲で、樹脂が完全に成膜しないような乾燥条件を選択すると良い。また、顔料を配合する場合、透明性や光沢を低下させないために、粒径の小さい、例えば３００ｎｍ程度以下のものを選択するのが良い。このような顔料としては、コロイダルシリカ、アルミナゾル、シリカゾル等が挙げられる。
【００１４】
重合体樹脂としては、エチレン性不飽和結合を有するモノマー（以下エチレン性モノマーという）を重合してなる重合体樹脂が好適に使用され、この様な重合体としては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレートブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート等のアルキル基炭素数が１〜１８個のアクリル酸エステル、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等のアルキル基炭素数が１〜１８個のメタクリル酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、エチレン、ブタジエン等のエチレン性モノマーを重合して得られる重合体が挙げられる。なお、重合体樹脂は、必要に応じて２種類以上のエチレン性モノマーを併用した共重合体であっても良いし、さらに、これら重合体あるいは共重合体の置換誘導体でも良い。因みに、置換誘導体としては、例えばカルボキシル基化したもの、またはそれをアルカリ反応性にしたもの等が例示される。また、上記のエチレン性モノマーをコロイダルシリカの存在下で重合させ、Ｓｉ−Ｏ−Ｒ（Ｒ：重合体成分）結合によって複合体になった形で使用することも可能である。
【００１５】
光沢層を設ける方法も限定しないが、上記のエチレン性モノマーを重合してなる重合体樹脂あるいは共重合体樹脂（以下一括して共重合体樹脂と称する）を主成分として含有する塗工液を塗工して、塗工層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥して仕上げる方法（ウェットキャスト方式）が、キャスト方式の中でも優れた光沢とインク吸収性を兼ね備えるインクジェット記録体が得られるため好ましい。この場合は、基材を通過して水分が蒸発し乾燥できる様、通気性を有する基材例えば紙基材を用いるのが望ましい。上記の共重合体樹脂は、そのガラス転移点が４０℃以上のものが好ましく、５０〜１００℃の範囲であるものがより好ましい。ガラス転移点が低いと乾燥の際に成膜が進みすぎ、表面の多孔性が低下する結果、インクの吸収速度が低下するおそれが生じる。また、乾燥温度が重要であり、乾燥温度が高すぎると成膜が進みすぎ、表面の多孔性が低下する結果、インクの吸収速度が低下する場合がある。逆に乾燥温度が低すぎると、光沢に乏しくなる傾向が有り、生産性も低下する。また、光沢層用塗工液中には白色度、粘度、流動性等を調節するために、一般の印刷用塗工紙やインクジェット記録体に使用されている顔料、消泡剤、着色剤、帯電防止剤、防腐剤及び上記した以外の分散剤・増粘剤等の各種助剤が適宜添加される。
【００１６】
前述した光沢層用塗工液を記録層上に塗工する場合、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブラシコーター、チャンプレックスコーター、バーコーター、グラビアコーター等の各種公知の塗工装置が使用できる。また、好ましくは前述したように塗工層が湿潤状態にある間に、加熱された鏡面ドラムに圧接、乾燥してキャスト仕上げを行う。この場合の光沢層用塗工液の塗工量は、乾燥固形分で０．２〜３０ｇ／ｍ²、好ましくは、１〜１０ｇ／ｍ²である。塗工量が少ないと光沢が十分に出ない場合があり、多いとインク乾燥性が劣ったり、記録濃度が低下する恐れがある。
光沢層を設けた後で、さらにスーパーカレンダー等により平滑化処理を行うこともできる。
【００１７】
【実施例】
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、勿論これらに限定されるものではない。また、例中の部および％は特に断らない限り、それぞれ重量部および重量％を示す。
【００１８】
実施例１顔料として酸化アルミニウム９０部、スメクタイト粘土１０部、接着剤として、ポリビニルアルコール１０部、カチオン性樹脂としてジシアンジアミド系樹脂１０部、分散剤として、ポリ燐酸ソーダ０．５部を添加し、固形分濃度１８％の記録層用組成物（塗工液）を調成した。この記録層用塗工液を、坪量１００ｇ／ｍ² の原紙に乾燥重量で８ｇ／ｍ² になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥しインクジェット記録体を得た。
【００１９】
実施例２顔料として酸化アルミニウム９０部、スメクタイト粘土１０部、接着剤として、ポリビニルアルコール５部、カチオン性樹脂としてジシアンジアミド系樹脂１０部、分散剤としてポリ燐酸ソーダ０．５部を添加し、固形分濃度１８％の記録層用組成物（塗工液）を調成した。この記録層用組成物（塗工液）を、坪量１００ｇ／ｍ² の原紙に乾燥重量で８ｇ／ｍ² になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥し記録層を設けた。一方、ガラス転移点７５℃のスチレン−２メチルヘキシルアクリレート共重合体とコロイダルシリカの複合体（共重合体とコロイダルシリカは、重量比で５０：５０）１００部、増粘・分散剤としてアルキルビニルエーテル・マレイン酸誘導体共重合体５部、離型剤としてレシチン３部よりなる固形分濃度が２５％の光沢層用塗工液を調製した。この光沢層用塗工液を上記の記録層上にロールコーターを用いて塗工した後、ただちに表面温度が８５℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録体を得た。このときの光沢層の塗工量は固形分重量で、８ｇ／ｍ² であった。
【００２０】
実施例３実施例２と同様にして記録層を形成させ、さらに実施例２と同様の光沢層用塗工液を上記の記録層上にロールコーターを用いて塗工した後、ただちに表面温度が９０℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録体を得た。このときの光沢層の塗工量は固形分重量で、８ｇ／ｍ² であった。
【００２１】
実施例４実施例２と同様にして記録層を形成させ、さらに実施例２と同様の光沢層用塗工液を上記の記録層上にロールコーターを用いて塗工した後、ただちに表面温度が８０℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録体を得た。このときの光沢層の塗工量は固形分重量で、８ｇ／ｍ² であった。
【００２２】
実施例５顔料として無定形シリカ９０部、ゼオライト１０部、接着剤として、ポリビニルアルコール５部、カチオン性樹脂としてジシアンジアミド系樹脂１０部、分散剤として、ポリ燐酸ソーダ０．５部を添加し、固形分濃度１８％の記録層用組成物（塗工液）を調成した。この記録層用組成物（塗工液）を、坪量１００ｇ／ｍ² の原紙に乾燥重量で８ｇ／ｍ² になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥し記録層を設けた。一方、ガラス転移点７５℃のスチレン−２メチルヘキシルアクリレート共重合体とコロイダルシリカの複合体（共重合体とコロイダルシリカは、重量比で５０：５０）１００部、増粘・分散剤としてアルキルビニルエーテル・マレイン酸誘導体共重合体５部、離型剤としてレシチン３部よりなる固形分濃度が２５％の光沢層用塗工液を調製した。この光沢層用塗工液を上記の記録層上にロールコーターを用いて塗工した後、ただちに表面温度が８５℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録体を得た。このときの光沢層の塗工量は固形分重量で、８ｇ／ｍ² であった。
【００２３】
比較例１顔料として酸化アルミニウム９０部、スメクタイト粘土１０部、接着剤として、ポリビニルアルコール５部、カチオン性樹脂としてジシアンジアミド系樹脂１０部、分散剤として、ポリ燐酸ソーダ０．５部を添加し、固形分濃度１８％の記録層用組成物（塗工液）を調成した。この記録層用組成物（塗工液）を、坪量１００ｇ／ｍ² の原紙に乾燥重量で８ｇ／ｍ² になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥し記録層を設けた。一方、ガラス転移点３０℃のスチレン−２メチルヘキシルアクリレート共重合体１００部、増粘・分散剤としてアルキルビニルエーテル・マレイン酸誘導体共重合体５部、離型剤としてレシチン３部よりなる固形分濃度が２５％の光沢層用塗工液を調製した。この光沢層用塗工液を上記の記録層上にロールコーターを用いて塗工した後、ただちに表面温度が８５℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録体を得た。このときの光沢層の塗工量は固形分重量で、８ｇ／ｍ² であった。
【００２４】
比較例２実施例２と同様にして記録層を形成させ、さらに実施例２と同様の光沢層用塗工液を上記の記録層上にロールコーターを用いて塗工した後、ただちに表面温度が９５℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録体を得た。このときの光沢層の塗工量は固形分重量で、８ｇ／ｍ² であった。
【００２５】
比較例３顔料として無定形シリカ９０部、ゼオライト１０部、接着剤として、ポリビニルアルコール３０部、カチオン性樹脂としてジシアンジアミド系樹脂１０部、分散剤として、ポリ燐酸ソーダ０．５部を添加し、固形分濃度１８％の記録層用塗工液を調成した。この記録層用塗工液を、坪量１００ｇ／ｍ² の原紙に乾燥重量で８ｇ／ｍ² になるように、エアーナイフコーターで塗工、乾燥し記録層を設けた。一方、ガラス転移点７５℃のスチレン−２メチルヘキシルアクリレート共重合体とコロイダルシリカの複合体（共重合体とコロイダルシリカは、重量比で５０：５０）１００部、増粘・分散剤としてアルキルビニルエーテル・マレイン酸誘導体共重合体５部、離型剤としてレシチン３部よりなる固形分濃度が２５％の光沢層用塗工液を調製した。この光沢層用塗工液を上記の記録層上にロールコーターを用いて塗工した後、ただちに表面温度が８５℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、光沢タイプのインクジェット記録体を得た。このときの光沢層の塗工量は固形分重量で、８ｇ／ｍ² であった。
【００２６】
比較例４
市販の光沢塗工タイプのインクジェット用紙（ＮＳ−１０１；キヤノン（株）製）を用いた。
【００２７】
比較例５
市販の光沢塗工タイプのインクジェット用紙（スーパーファイン専用光沢ハガキ；セイコーエプソン（株）製）を用いた。
比較例６
市販のインクジェット用紙（インクジェット専用紙スタンダード；花王（株）製）を用いた。
【００２８】
このようにして得られたインクジェット記録体の吸収速度、インクジェット記録適性、白紙光沢を表１にまとめて示した。なお、上記の評価については下記の如き方法で評価を行った。
［吸収速度］動的液体吸収試験器ＦＩＢＲＯ１１００ＤＡＴ（FIBRO system ab社製）を使用し、インクジェット記録用紙の記録面上に、水（蒸留水）／ジエチレングリコール＝７０／３０（重量比）からなる混合液を３μｌ滴下し、１秒後から５秒後までの間の吸収速度を２０ｍｓｅｃ毎に測定し、平均値を求めた。（単位はｎｌ／ｓｅｃ）
【００２９】
［インクジェット記録適性］
高速印字タイプのインクジェットプリンターである、ラベルプリンターＰ−４００Ｌ（キヤノンアプテックス（株）製）を用いて印字を行なった。
（ベタ印字部の均一性）
シアンインクとマゼンタインクの２色混合のベタ印字部の印字ムラ（濃淡ムラ）を目視にて評価した。
◎：印字ムラはほとんど無く良好なレベル。
○：印字ムラは若干あるが、実用上問題とならないレベル。
△：印字ムラがやや目立ち、実用上問題となるレベル。
×：印字ムラが著しく、実用上重大な問題となるレベル。
【００３０】
（インクの乾燥性）
シアンインクとマゼンタインクの２色混合のベタ印字部につきインクの乾燥性を評価した。
○：印字直後に指で触れてもまったく汚れない。
×：印字直後に指で触れると汚れる。
（インクジェット記録後の印字濃度）
黒ベタ印字部分の印字濃度をマクベスＲＤ−９１４で測定。
〔白紙光沢〕
ＪＩＳ−Ｐ８１４２に準じて測定した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【発明の効果】
本発明は、高速印字に対応し、優れたインク吸収性と画質が得られるインクジェット記録体であった。またベタ均一性、インク乾燥性に優れ、記録濃度が高く、にじみがない画像が得られる。また光沢層を設けた態様では一層優れた画像と写真調の高品位性が得られた。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording body, and particularly to an ink jet recording body having excellent ink absorbability and excellent image quality even when printed at high speed.
[0002]
[Prior art]
In recent years, recording by an ink-jet printer has been used in many fields because of low noise, high-speed recording, and easy multi-coloring. As the ink jet recording material, high-quality paper devised so as to be rich in ink absorbability, coated paper coated with a porous pigment on the surface, and the like are applied. Recently, a glossy ink jet recording body having a gloss layer on the surface has been developed.
Furthermore, with the expansion of applications such as high speed ink jet recording, high definition of recorded images, and full color, there is a demand for ink jet recording materials excellent in high-speed printability.
In order to satisfy these requirements, it is necessary to increase the ink absorption speed, but it is clear that conventional techniques, for example, simply providing a recording layer using a pigment rich in porosity such as silica and alumina are not sufficient. It has become.
[0003]
As a prior art that defines ink absorbability, there is one which defines (1) ink absorption capacity (Japanese Patent Laid-Open No. 60-122188). Here, the ink absorption capacity is defined as the maximum ink amount that does not transfer the ink to the blotting paper by pressing the blotting paper against the recording paper to which ink has been attached one second later, but the ink absorption speed and the absorption capacity are not necessarily correlated. In addition, when ink transfer is observed by pressing the blotting paper, the smoothness of the recording paper is affected, and the measured value itself may be unreliable. There is also an example (2) in which the weight of the solution absorbed in the ink receiving layer is defined (Japanese Patent Laid-Open No. 61-3777), but the solution is absorbed in an excessive time of 10 seconds and the excess solution is removed. It is intended to measure the amount of absorption, and cannot discuss the ink absorption rate during actual recording. In addition, there is an example (3) in which ink absorptivity is defined by ink drying property, and after ink jet recording, the recording portion is touched with a finger and the time during which ink does not adhere is measured (JP-A-62-140878) It lacked accuracy and was insufficient to evaluate high-speed printability.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides an ink jet recording material that is compatible with high-speed printing and can provide excellent ink absorptivity and image quality.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes the following aspects.
[1] In an inkjet recording body comprising a base material, at least one recording layer provided on the base material, and a glossy layer provided on the recording layer,
The recording layer contains a pigment containing amorphous silica or aluminum oxide, and 2 to 20% by weight of polyvinyl alcohol based on the pigment,
The gloss layer is formed by applying a coating liquid containing a polymer resin having a glass transition point of 40 to 100 ° C. to the recording layer, and pressing and drying on a mirror drum heated to 80 to 90 ° C. And
An ink jet recording material, wherein an absorption speed when a solution in which water / diethylene glycol is mixed at a ratio of 70:30 is dropped onto the surface of the glossy layer is 100 nl / sec or more.
[2] The inkjet recording material according to [1], wherein the polymer resin of the glossy layer is a polymer resin obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated bond.
[3] In an inkjet recording body comprising a base material and at least one recording layer provided on the base material,
The recording layer contains a pigment containing amorphous silica or aluminum oxide, and 2 to 20% by weight of polyvinyl alcohol based on the pigment,
An ink jet recording material, wherein an absorption speed when a solution in which water / diethylene glycol is mixed at a ratio of 70:30 is dropped onto the surface of the recording layer is 100 nl / sec or more.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the present inventors have made extensive studies on an inkjet recording body having high-speed printing suitability, and as a result, in an inkjet recording body in which at least one recording layer containing a pigment and an adhesive is provided on a substrate . The absorption rate when a solution in which water / diethylene glycol is mixed at a weight ratio of 70:30 is dropped onto the recording surface of the ink jet recording material is 100 nl (nanoliter) / sec or more, more preferably 200 nl (nano It has been found that an ink jet recording material having excellent image quality, no bleeding, and high recording density can be obtained by setting the ratio to 1 liter / sec or more. Although there is no particular upper limit, the absorption rate can be increased up to about 10,000 nl (nanoliter) / sec.
[0007]
Here, the absorption speed means that a solution in which water / diethylene glycol is mixed at a weight ratio of 70:30 is dropped onto the recording surface of the ink jet recording body , and the recording surface is accompanied by absorption of the droplets on the recording surface. Is expressed as a volume reduced per unit time. In the present invention, the measurement was performed using a dynamic liquid absorption tester (Fibro 1100DAT Dynamic Absorption Tester, Matsusaka Trading Co., Ltd.) sold by FIBRO system ab. As a specific measurement method, 3 μl (microliter) of a droplet was dropped through a syringe with a precision liquid pump, and the dropped droplet was observed with a video camera from the side, and the droplet contacted the recording surface. Images were taken at intervals of 20 msec and the volume change of the droplets was followed. The absorption speed was calculated from the change in volume of the droplet between 1 second and 5 seconds after the droplet contacted the recording surface. In the present invention, the absorption rate is obtained as described above, but the measuring device is not limited to the above as long as it can measure on the same principle.
[0008]
A solution in which water / diethylene glycol is mixed at a weight ratio of 70:30 used for the absorption rate measurement of the present invention is a model of the composition of a water-based ink for ink jet recording, and is used in various ink jet printers. It is suitable for grasping the absorbability of water-based ink. Further, it has been found that the absorption speed defined in the present invention is an important characteristic particularly in a printer that performs high-speed printing. If the absorption speed of the present invention is less than 100 nl / sec, the absorption of water-based ink is slow, the ink overflows and spills on the surface, and uneven absorption occurs, resulting in a decrease in the uniformity of solid image printing.
The absorption rate defined in the present invention is adjusted by the type of pigment and adhesive in the recording layer, the blending ratio of both, and the like. Water-based inks for inkjet printers are thought to be absorbed and retained in the gaps between the pigments in the recording layer and in the micropores in the pigments. If the amount of the adhesive is controlled to such an extent that a sufficient space is formed without filling the gaps between the pigments, the absorption rate defined in the present invention can be increased.
[0009]
Examples of the recording layer pigment include kaolin, clay, calcined clay, amorphous silica, zinc oxide, aluminum oxide, aluminum hydroxide, calcium carbonate, satin white, aluminum silicate, colloidal silica, zeolite, sepiolite, smectite, magnesium silicate, Various pigments known and publicly used in the general coated paper manufacturing field such as magnesium carbonate, magnesium oxide, diatomaceous earth, styrene plastic pigment, urea resin plastic pigment, benzoguanamine plastic pigment can be used. In particular, pigments such as amorphous silica and aluminum oxide are preferably used in order to make the structure porous and excellent in ink absorbability.
[0010]
Examples of adhesives include proteins such as casein, soybean protein, and synthetic proteins, various starches such as starch and oxidized starch, cellulose derivatives such as polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, and methylcellulose, styrene-butadiene copolymers, and methyl methacrylate-butadiene. Copolymer conjugated diene polymer latex, acrylic polymer latex, vinyl polymer latex such as ethylene-vinyl acetate copolymer, etc., conventionally known adhesives generally used for coated paper Or used in combination.
In addition, although the compounding quantity of an adhesive agent is not specifically limited, 1-40 weight% with respect to a pigment, More preferably, it adjusts in the range of about 2-20 weight%. Here, when the amount of the adhesive is small, the strength of the recording layer is weakened, and the surface may be easily damaged or powder may fall off. On the other hand, if the amount of the adhesive is large, the ink absorptivity is lowered and the desired ink jet recording suitability may not be obtained.
[0011]
The recording layer is made of polyalkylene polyamines such as polyethylene polyamine and polypropylene polyamine, or derivatives thereof, acrylic resins having tertiary amino groups and quaternary ammonium groups, and cationic resins such as diacrylamine. In order to improve the amount, the pigment can be added in an amount of 1 to 30 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the pigment.
[0012]
In addition, various auxiliary agents such as a dispersant, a thickener, an antifoaming agent, a colorant, an antistatic agent, and an antiseptic used in the production of general coated paper are appropriately added. The composition for recording layers composed of the above materials is generally adjusted to a solid content concentration of about 5 to 65% by weight and 1 to 50 g in dry weight on a substrate having a basis weight of about 20 to 400 g / m ^2. / M ² , more preferably about ² to 20 g / m ² . It can be coated and dried by various publicly known coating apparatuses such as a blade coater, an air knife coater, a roll coater, a brush coater, a chamber coater, a bar coater and a gravure coater. Furthermore, if necessary, after the recording layer is dried, a smoothing process such as super calendering or brushing can be performed.
In addition, the base material used as a base is not particularly limited, and is a paper substrate such as acid paper or neutral paper used for general coated paper, synthetic paper, polyethylene, polypropylene, polyester, polystyrene. A transparent or opaque plastic film made of a synthetic resin such as, metal foils, and a laminated paper such as paper and a plastic film are appropriately used.
[0013]
It is also possible to design the recording layer to be applied in a relatively small amount so that the base material can absorb ink. In particular, when a paper base material is used, the ink absorbability of the paper base material becomes important. The ink absorptivity of the paper substrate can be controlled by adjusting the sizing degree. When the coating amount of the recording layer is relatively small, for example, about 5 g / m ² or less, the ink absorbency tends to be improved when the sizing degree is low. The sizing degree is affected by the type of pulp of the base paper, the beating degree of the pulp, the paper strength enhancer, the internal sizing agent, the surface sizing agent, and the like. When using a substrate with poor ink absorbability such as a plastic film or laminated paper, the recording layer itself needs to have a sufficient ink absorption capacity, and the coating amount of the recording layer is increased to some extent (for example, about 5 g / m ^2). Above). A glossy ink jet recording material can be obtained by further providing a glossy layer on the recording layer containing the pigment and the adhesive. In this embodiment, a photographic tone high quality image can be obtained. The gloss layer is constituted by adding a resin and, if necessary, a pigment. The gloss layer is preferably made porous or liquid-permeable so long as the ink does not impede gloss so that the ink can pass quickly. In order to do this, it is preferable to select a drying condition in which the resin is not completely formed within a range where gloss is not lowered. In addition, when blending a pigment, it is preferable to select a pigment having a small particle size, for example, about 300 nm or less, in order not to lower transparency and gloss. Examples of such pigments include colloidal silica, alumina sol, and silica sol.
[0014]
As the polymer resin, a polymer resin obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated bond (hereinafter referred to as an ethylenic monomer) is preferably used. Examples of such a polymer include methyl acrylate and ethyl acrylate butyl. Acrylic acid ester having 1 to 18 alkyl groups such as acrylate, 2- ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl Methacrylic acid ester having 1-18 alkyl groups such as methacrylate, glycidyl methacrylate, styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, acrylonitrile, vinyl chloride, vinyl chloride Emissions, vinyl acetate, vinyl propionate, acrylamide, N- methylol acrylamide, ethylene, ethylene monomer and polymerized to obtain a polymer of butadiene, and the like. The polymer resin may be a copolymer in which two or more kinds of ethylenic monomers are used in combination as required, or may be a polymer or a substituted derivative of the copolymer. Incidentally, examples of the substituted derivative include, for example, a carboxylated one, or an alkali-reactive one. Further, the above ethylenic monomer may be polymerized in the presence of colloidal silica and used in the form of a composite by Si—O—R (R: polymer component) bond.
[0015]
A method of providing a gloss layer is not limited, but a coating liquid containing a polymer resin or copolymer resin obtained by polymerizing the above ethylenic monomer (hereinafter collectively referred to as a copolymer resin) as a main component. Inkjet recording is a method in which coating is applied to a heated mirror drum while the coating layer is in a wet state and dried to finish (wet cast method), which has both excellent gloss and ink absorbency even among cast methods. Since a body is obtained, it is preferable. In this case, it is desirable to use an air-permeable substrate such as a paper substrate so that the moisture can evaporate and dry after passing through the substrate. The copolymer resin preferably has a glass transition point of 40 ° C. or higher, and more preferably in the range of 50 to 100 ° C. When the glass transition point is low, film formation proceeds too much during drying, and as a result, the porosity of the surface is lowered, and as a result, the ink absorption rate may be lowered. Also, the drying temperature is important. If the drying temperature is too high, the film formation proceeds too much, and the surface porosity may decrease, resulting in a decrease in ink absorption rate. On the other hand, if the drying temperature is too low, the gloss tends to be poor, and the productivity also decreases. In addition, in the coating liquid for the gloss layer, in order to adjust the whiteness, viscosity, fluidity, etc., pigments, antifoaming agents, colorants used in general printing coated papers and inkjet recording materials, Various auxiliary agents such as antistatic agents, preservatives and dispersants / thickeners other than those described above are appropriately added.
[0016]
When coating the above-mentioned glossy layer coating liquid on the recording layer, various known coating devices such as blade coaters, air knife coaters, roll coaters, brush coaters, champlex coaters, bar coaters, and gravure coaters are used. it can. Preferably, as described above, while the coating layer is in a wet state, the cast finish is performed by pressing and drying the heated mirror drum. The coating amount of the gloss layer coating liquid in this case is 0.2 to 30 g / m ² , preferably 1 to 10 g / m ² in terms of dry solid content. If the coating amount is small, the gloss may not be sufficiently obtained. If the coating amount is large, the ink drying property may be deteriorated or the recording density may be lowered.
After the gloss layer is provided, a smoothing process can also be performed using a super calendar or the like.
[0017]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Moreover, unless otherwise indicated, the part and% in an example show a weight part and weight%, respectively.
[0018]
Example 1 90 parts of aluminum oxide as a pigment, 10 parts of smectite clay, 10 parts of polyvinyl alcohol as an adhesive, 10 parts of dicyandiamide resin as a cationic resin, and 0.5 part of sodium polyphosphate as a dispersing agent A composition for a recording layer (coating solution) having a partial concentration of 18% was prepared. This recording layer coating solution was applied to a base paper having a basis weight of 100 g / m ² with an air knife coater so as to have a dry weight of 8 g / m ² and dried to obtain an ink jet recording material .
[0019]
Example 2 90 parts of aluminum oxide as a pigment, 10 parts of smectite clay, 5 parts of polyvinyl alcohol as an adhesive, 10 parts of dicyandiamide resin as a cationic resin, and 0.5 part of sodium polyphosphate as a dispersing agent A recording layer composition (coating solution) having a concentration of 18% was prepared. This recording layer composition (coating solution) was applied to a base paper having a basis weight of 100 g / m ^{2 so} as to have a dry weight of 8 g / m ² and dried by an air knife coater to provide a recording layer. On the other hand, 100 parts of a composite of a styrene-2-methylhexyl acrylate copolymer having a glass transition point of 75 ° C. and colloidal silica (copolymer and colloidal silica are 50:50 by weight), alkyl vinyl ether as a thickener / dispersant. A glossy layer coating solution having a solid content concentration of 25% comprising 5 parts of maleic acid derivative copolymer and 3 parts of lecithin as a release agent was prepared. After coating the gloss layer coating liquid on the recording layer using a roll coater, the surface layer is immediately brought into pressure contact with a mirror drum having a surface temperature of 85 ° C., dried, and then released to obtain a gloss type ink jet recording material. Got. The coating amount of the glossy layer at this time was 8 g / m ² in terms of solid content.
[0020]
Example 3 A recording layer was formed in the same manner as in Example 2, and the same glossy layer coating solution as in Example 2 was applied onto the recording layer using a roll coater. It was pressed against a mirror drum at 90 ° C., dried and then released to obtain a glossy ink jet recording material . The coating amount of the glossy layer at this time was 8 g / m ² in terms of solid content.
[0021]
Example 4 A recording layer was formed in the same manner as in Example 2, and the same gloss layer coating solution as in Example 2 was applied onto the recording layer using a roll coater. It was pressed against a mirror drum at 80 ° C., dried and then released to obtain a glossy ink jet recording material . The coating amount of the glossy layer at this time was 8 g / m ² in terms of solid content.
[0022]
Example 5 90 parts of amorphous silica as a pigment, 10 parts of zeolite, 5 parts of polyvinyl alcohol as an adhesive, 10 parts of dicyandiamide resin as a cationic resin, and 0.5 part of sodium polyphosphate as a dispersant were added to form a solid. A composition for a recording layer (coating solution) having a partial concentration of 18% was prepared. This recording layer composition (coating solution) was applied to a base paper having a basis weight of 100 g / m ^{2 so} as to have a dry weight of 8 g / m ² and dried by an air knife coater to provide a recording layer. On the other hand, 100 parts of a composite of a styrene-2-methylhexyl acrylate copolymer having a glass transition point of 75 ° C. and colloidal silica (copolymer and colloidal silica are 50:50 by weight), alkyl vinyl ether as a thickener / dispersant. A glossy layer coating solution having a solid content concentration of 25% comprising 5 parts of maleic acid derivative copolymer and 3 parts of lecithin as a release agent was prepared. After applying the gloss layer coating liquid onto the recording layer using a roll coater, it is immediately brought into pressure contact with a mirror drum having a surface temperature of 85 ° C., dried, and then released to obtain a gloss type ink jet recording material. Got. The coating amount of the glossy layer at this time was 8 g / m ² in terms of solid content.
[0023]
Comparative Example 1 90 parts of aluminum oxide as a pigment, 10 parts of smectite clay, 5 parts of polyvinyl alcohol as an adhesive, 10 parts of dicyandiamide resin as a cationic resin, and 0.5 part of sodium polyphosphate as a dispersant are added to form a solid. A composition for a recording layer (coating solution) having a partial concentration of 18% was prepared. This recording layer composition (coating solution) was applied to a base paper having a basis weight of 100 g / m ^{2 so} as to have a dry weight of 8 g / m ² and dried by an air knife coater to provide a recording layer. On the other hand, a solid content concentration comprising 100 parts of a styrene-2-methylhexyl acrylate copolymer having a glass transition point of 30 ° C., 5 parts of an alkyl vinyl ether / maleic acid derivative copolymer as a thickening / dispersing agent, and 3 parts of lecithin as a release agent. A 25% gloss layer coating solution was prepared. After coating the gloss layer coating liquid on the recording layer using a roll coater, the surface layer is immediately brought into pressure contact with a mirror drum having a surface temperature of 85 ° C., dried, and then released to obtain a gloss type ink jet recording material. Got. The coating amount of the glossy layer at this time was 8 g / m ² in terms of solid content.
[0024]
Comparative Example 2 A recording layer was formed in the same manner as in Example 2, and the same glossy layer coating solution as in Example 2 was applied onto the above recording layer using a roll coater. It was pressed against a mirror drum at 95 ° C., dried and then released to obtain a glossy ink jet recording material . The coating amount of the glossy layer at this time was 8 g / m ² in terms of solid content.
[0025]
Comparative Example 3 90 parts of amorphous silica as a pigment, 10 parts of zeolite, 30 parts of polyvinyl alcohol as an adhesive, 10 parts of dicyandiamide resin as a cationic resin, and 0.5 part of sodium polyphosphate as a dispersant were added to form a solid. A recording layer coating solution having a partial concentration of 18% was prepared. This recording layer coating solution was applied to a base paper having a basis weight of 100 g / m ² and dried with an air knife coater so as to have a dry weight of 8 g / m ² to provide a recording layer. On the other hand, 100 parts of a composite of a styrene-2-methylhexyl acrylate copolymer having a glass transition point of 75 ° C. and colloidal silica (copolymer and colloidal silica are 50:50 by weight), alkyl vinyl ether as a thickener / dispersant. A glossy layer coating solution having a solid content concentration of 25% comprising 5 parts of maleic acid derivative copolymer and 3 parts of lecithin as a release agent was prepared. After applying the gloss layer coating liquid onto the recording layer using a roll coater, it is immediately brought into pressure contact with a mirror drum having a surface temperature of 85 ° C., dried, and then released to obtain a gloss type ink jet recording material. Got. The coating amount of the glossy layer at this time was 8 g / m ² in terms of solid content.
[0026]
Comparative Example 4
A commercially available glossy coating type inkjet paper (NS-101; manufactured by Canon Inc.) was used.
[0027]
Comparative Example 5
A commercially available gloss coating type inkjet paper (Gloss Postcard for Super Fine; manufactured by Seiko Epson Corporation) was used.
Comparative Example 6
Commercially available inkjet paper (inkjet paper standard; manufactured by Kao Corporation) was used.
[0028]
Table 1 shows the absorption speed, ink jet recording suitability, and white paper gloss of the ink jet recording material thus obtained. In addition, about said evaluation, it evaluated by the following methods.
[Absorption speed] Using a dynamic liquid absorption tester FIBRO 1100 DAT (manufactured by FIBRO system ab), on the recording surface of the ink jet recording paper, water (distilled water) / diethylene glycol = 70/30 (weight ratio). 3 μl of the mixed solution was dropped, and the absorption rate from 1 second to 5 seconds was measured every 20 msec to obtain an average value. (Unit: nl / sec)
[0029]
[Inkjet recording suitability]
Printing was performed using a label printer P-400L (manufactured by Canon Aptex Co., Ltd.), which is a high-speed printing type ink jet printer.
(Uniformity of solid printing part)
The printing unevenness (dark shading unevenness) of the solid printing portion of two colors mixed of cyan ink and magenta ink was visually evaluated.
A: There is almost no unevenness in printing and is a good level.
○: There is slight printing unevenness, but at a level that does not cause a problem in practical use.
Δ: Level where printing unevenness is slightly noticeable and becomes a problem in practical use.
X: Level at which printing unevenness is significant and becomes a serious problem in practical use.
[0030]
(Ink dryness)
The dryness of the ink was evaluated for a solid print portion of two colors mixed of cyan ink and magenta ink.
○: Even if it is touched with a finger immediately after printing, it is not stained at all.
X: When touched with a finger immediately after printing, it becomes dirty.
(Print density after inkjet recording)
Measure the print density of the black solid print part with Macbeth RD-914.
[Blank gloss]
It measured according to JIS-P8142.
[0031]
[Table 1]

[0032]
【The invention's effect】
The present invention is an ink jet recording material that is compatible with high-speed printing and can provide excellent ink absorptivity and image quality. Further, an image having excellent solid uniformity and ink drying property, a high recording density, and no blur is obtained. Further, in the embodiment in which the gloss layer was provided, a more excellent image and photographic quality were obtained.

Claims

In an inkjet recording body comprising a base material, at least one recording layer provided on the base material, and a glossy layer provided on the recording layer,
The recording layer contains a pigment containing amorphous silica or aluminum oxide, and 2 to 20% by weight of polyvinyl alcohol based on the pigment,
The gloss layer is formed by applying a coating liquid containing a polymer resin having a glass transition point of 40 to 100 ° C. to the recording layer, and pressing and drying on a mirror drum heated to 80 to 90 ° C. And
An ink jet recording material, wherein an absorption speed when a solution in which water / diethylene glycol is mixed at a ratio of 70:30 is dropped onto the surface of the glossy layer is 100 nl / sec or more.

2. The ink jet recording material according to claim 1, wherein the polymer resin of the gloss layer is a polymer resin obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated bond.

In an ink jet recording body comprising a base material and at least one recording layer provided on the base material,
The recording layer contains a pigment containing amorphous silica or aluminum oxide, and 2 to 20% by weight of polyvinyl alcohol based on the pigment,
An ink jet recording material, wherein an absorption speed when a solution in which water / diethylene glycol is mixed at a ratio of 70:30 is dropped onto the surface of the recording layer is 100 nl / sec or more.