JP4312533B2

JP4312533B2 - Inkjet recording paper

Info

Publication number: JP4312533B2
Application number: JP2003204610A
Authority: JP
Inventors: 浩桑野; 好彦太田; 克之坂牧
Original assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Current assignee: Hokuetsu Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP2005047082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗工後の記録層表面に平滑性が保証され、優れた画像再現性を持ち、且つ印刷時における搬送性に優れたマットタイプインクジェット記録用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピューター技術やデジタルカメラの飛躍的な進歩とその低価格化によってデジタル画像の取り扱いが極めて容易になり、それに伴って高性能なパーソナルプリンターが開発されて広く普及しており、銀塩写真並みのフルカラー印刷を手軽に行うことが可能になった。現在、パーソナルプリンターとして最も普及しているのはインクジェットプリンターであり、インクジェット方式の利点としては、多色化が容易なこと、高速印刷が可能であること、非接触型で低騒音であること、装置が小型で安価なことが挙げられる。
【０００３】
インクジェット方式の画像形成システムは、以下の通りである。すなわち、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色のインクを、サーマル方式やピエゾ方式等によってノズルから微小な液滴として吐出し、記録媒体上に画像を形成せしめる。
【０００４】
インクジェット記録用媒体に要求される特性としては、インク吸収容量が大きくインク吸収速度が速いこと、発色が鮮やかで均一であること、滲みが少なく解像度が高いこと等が挙げられる。
【０００５】
上記の適性を得るため、インクジェット記録用紙においては、平均粒子径数μｍ〜１０数μｍ程度の合成非晶質シリカを主成分とした、数μｍ〜数十μｍの厚さのインク吸収層を基材上に形成させることで、より大きなインク吸収容量と鮮やかな発色性を実現した、いわゆるインクジェット専用紙が主流となっている。
【０００６】
しかし、上記のようにμｍオーダーの粒子径を持つ合成非晶質シリカを用いたインクジェット記録用紙は、記録層の表面の摩擦係数が大きく、プリンターに給紙される際に重送トラブルを発生しやすい。
【０００７】
このインクジェット記録用紙における搬送性を解決する方法としては、記録面の反対面に適当量の滑剤を塗工してシートの表面と裏面の間の摩擦係数を下げる方法が従来提案されており、滑剤の種類としては、高級脂肪酸塩（特許文献１参照）、あるいはポリエチレンエマルジョン（特許文献２参照）が挙げられる。
【０００８】
また、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）を用いた紙において、摩擦係数が低すぎて紙がスリップし給排紙が出来なくなるという搬送トラブルを防ぐために、紙の表面にロジンエステルエマルジョンを塗布して静摩擦係数を一定以上の値に保つ方法も提案されており、類似技術として挙げられる。（特許文献３参照）
【０００９】
また、バックコート層を設けて搬送性を改良する方法の一例として、インク受理層に粒子径１０〜４０ｎｍのコロイダルシリカを含有せしめ、バックコート層にはガラス転移温度（Ｔｇ）が４〜３０℃のラテックスを含有せしめることにより、記録シートとプリンターのピックアップロール、及び記録シートの表面と裏面の静摩擦係数をコントロールする方法も提案されている。（特許文献４参照）
【００１０】
しかしながら、これらの方法はいずれも記録層の反対面（裏面）を摩擦係数のコントロール層とする方法であるため両面を記録層にすることが出来ない。
【００１１】
また、裏面処理をしたシートのみを重ねてプリンターにセットしてある場合は裏面による摩擦係数制御は有効だが、裏面処理をしていないシートと混在している場合には全く効果を発揮しないという問題がある。
【００１２】
インクジェット記録層表面の摩擦係数をコントロールする方法としては、記録層に特定の粒子径を有する有機球状粒子を含有せしめる方法が提案されている。（特許文献５参照）
しかしながら、有機球状粒子は多孔質ではないためインクジェットインクの吸収性を有さず、大きな効果を得ようとして添加量を増やすほどインクジェット適性が悪化する上、塗工層からの脱落が問題となる恐れがある。
【００１３】
シリカ１００重量部に対して、バインダーとしてカチオン性ポリビニルアルコール、ノニオン性アクリル系エマルジョンおよび弱カチオン性ウレタン系エマルジョンをそれぞれ８〜１２重量部使用するマット調インクジェット記録用紙の製造方法が開示されている。（特許文献６参照）。
しかしながらこの方法の場合には、表面にＳｉＯＨ^-イオンを持ち、表面がアニオン性状を示すシリカにカチオン性であるカチオン性ポリビニルアルコールおよび弱カチオン性ウレタン系エマルジョンを使用することから、塗工液の調製時に軟凝集が生じ、塗工後の記録層表面の平滑性に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平８−３３７０５０号公報（第１−６頁）
【特許文献２】
特開平１０−２７８４１４号公報（第１−３頁）
【特許文献３】
特開平９−１１６１０号公報（第１−５頁）
【特許文献４】
特開平６−２７８３５７号公報（第１−４頁）
【特許文献５】
特開２００２−２９２９９７号公報（第１−３頁）
【特許文献６】
特開２００２−２１０１号公報（第１−４頁）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、塗工後の記録層表面に平滑性が保証され、優れた画像再現性を持ち、且つ印刷時の搬送性に優れたインクジェット記録用紙は未だ存在しない。本発明は、塗工後の記録層表面に平滑性が保証され、インクジェット印刷において画像再現性に優れ、且つ印刷時の搬送性に優れるインクジェット記録用紙を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意検討の結果、インクジェット記録層の構成成分の一つであるバインダーの組成が、記録層表面の摩擦係数の重要な支配要素であることを見出し、本発明に至った。すなわち、マットタイプのインクジェット記録用紙の記録層において、ノニオン性ウレタン樹脂バインダーを顔料１００重量部に対して５〜３５重量部含有し、該用紙の記録面同士のＪＩＳＰ８１４７（水平条件）に規定される動摩擦係数を０．６０以下且つ動摩擦係数のＲ（振れ幅）を０．０８以下とすることで、塗工後の記録層表面に平滑性が保証され、高い画像再現性を保持しつつ印刷時の搬送性も優れたインクジェット記録用紙を得ることに成功した。
該ポリウレタン樹脂バインダーの含有量が５重量部より少ない場合、動摩擦係数及び動摩擦係数のＲの低下が小さく、搬送性の改善効果が不十分である。また、該ポリウレタン樹脂バインダーが５重量部以上含有されていても、他の条件、例えば記録層の組成や表面の平滑性などにより動摩擦係数が０．６０を超える場合、または動摩擦係数のＲが０．０８を超える場合には、搬送性改善効果が不十分である。
なお、本発明における動摩擦係数のＲ（振れ幅）とは、振動の変動量のことであり、変動量の１／２の値ではない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、上記ウレタン樹脂バインダーの含有量を上記顔料１００重量部に対して１０〜３５重量部とし、該用紙の記録面同士のＪＩＳＰ８１４７（水平条件）に規定される動摩擦係数を０．５５以下且つ動摩擦係数のＲを０．０５以下とすることが、より良好な搬送性を得るために望ましい。
【００１８】
記録層に含有されるバインダー成分の総量は、顔料１００重量部に対して３０〜８０重量部の範囲であることが望ましい。３０重量部より少ない場合は塗工層強度が弱く、断裁時や印刷時の紙粉の発生によりプリンター内部を汚すし、８０重量部より多い場合にはインク吸収性の低下が顕著になり鮮明な画像品位が得られない。また、バインダー総量に占める該ウレタン樹脂バインダーの比率が１０〜５０重量％であることが望ましく、１０重量％より少ない場合は動摩擦係数及び動摩擦係数のＲの低下効果が小さくなり、５０重量％より多い場合には塗工層強度の低下を招く。
【００１９】
本発明におけるウレタン樹脂バインダーは、ノニオン性である。記録層を形成する塗工液には、多く場合、表面性状がアニオン性である無機顔料とカチオン性である染料固着剤等が添加されるために、イオン性を持つバインダーは塗工液の調製時に軟凝集を起こしやすく、塗工後の記録層表面の平滑性に悪影響を与える場合がある。本発明ではノニオン製ウレタン樹脂バインダーを使用するのでその心配がない。
【００２０】
塗工量が５ｇ／ｍ^２より少ない場合には、インクジェット印刷において、インク吸収容量の不足によりインクの溢れ、滲み、発色ムラ等を生じる。塗工量が２５ｇ／ｍ^２より多い場合には記録層強度が低下し、また過剰なインク吸収容量により印字部のドット径が小さくなりすぎるために発色濃度の低下を招く。
【００２１】
本発明のインクジェット記録層に用いられる顔料としては、非晶質シリカ、非晶質アルミナ、カオリン、クレー、焼成クレー、タルク、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、サチンホワイト、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、珪酸リチウム、珪藻土、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、マイカ、天然ゼオライト、合成ゼオライト、擬ベーマイト、ハイドロキシアパタイト、層間化合物等の無機顔料や、アクリル／メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ブタジエン系樹脂、シリコン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の単独重合体またはそれらを構成するモノマーを含む共重合体からなる球状あるいは不定形の有機顔料を用いることができる。以上のような顔料の中でも、優れたインクジェット適性を得るためには合成非晶質シリカや合成非晶質アルミナ等が好ましい。それらの製造法については限定されない。また、これらの顔料にカップリング剤や有機物による表面改質や、金属イオン交換法、気相蒸着法や液相析出法による表面処理など、多元的な機能性を付与させるための表面処理を施してもかまわない。また、要求される品質を得るためにこれらの顔料を２種類以上組み合わせて使用してもかまわない。
【００２２】
本発明のインクジェット記録層には、ウレタン樹脂バインダーを顔料１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは１０重量部以上含有することが必要であり、イオン性はノニオン性である。本発明におけるウレタン樹脂バインダーとは、イソシアネート基を有する成分と、ポリエーテルあるいはポリエステルに類するポリオール成分が反応してなる、ウレタン結合を有する樹脂の水系ディスパージョンあるいはエマルションを指す。この製法としてはブロックイソシアネート法、プリポリマー法、自己乳化法、転相乳化法等が挙げられるが、本発明においては限定されない。また重合度、Ｔｇ（ガラス転移温度）、ＭＦＴ（最低造膜温度）等についても、記録層に所望の物性を与える目的において限定されない。
【００２３】
本発明のインクジェット記録層には、ウレタン樹脂バインダーの他に、以下のようなバインダーを用いることが出来る。例えば、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、でんぷん、変性でんぷん、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、ポリスチレンスルホン酸ソーダ、カゼイン、ゼラチン、テルペン等の水溶性バインダーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニリデン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリビスクロロメチルオキサシクロブタン、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリ−ｐ−キシリレン、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、変性スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、メチルメタアクリレート−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル−メタアクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−アクリル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−アクリル共重合体等のエマルジョン型バインダーを例示することができる。これらのバインダーの重合度やケン化度、Ｔｇ、ＭＦＴは限定されない。また、これらの分子鎖中に架橋性の官能基を付加しても構わない。
【００２４】
本発明のインクジェット記録層は、インクジェットインクの定着性と発色性を向上させるために、カチオン性高分子を主成分とするインク定着剤を含有することが好ましい。これらの種類と添加量については本発明では限定されない。
【００２５】
記録層に用いる塗工液には、必要に応じて分散剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、湿潤剤、保水剤、増粘剤、架橋剤、離型剤、防腐剤、柔軟剤、ワックス、導電防止剤、帯電防止剤、サイズ剤、耐水化剤、可塑剤、蛍光増白剤、着色顔料、着色染料、還元剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、香料、脱臭剤等を適宜選定して添加することができる。また例えばシリカスラリーに含有させる、あるいはバインダーに含有させる等、これらを添加する場所、方法については限定されない。
【００２６】
記録層は、このようにして調製された塗工液を一般の塗工機、例えば、ブレードコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、ロッドコーター、リップコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、ダイコーター、チャンブレックスコーターなどによってオフマシンあるいはオンマシンで、片面あたりの乾燥塗工量が５〜２５ｇ／ｍ²となるように単層あるいは多層で、片面あるいは両面を塗工する。
【００２７】
記録層の支持体としては、酸性または中性の上質紙や中質紙及び板紙、レジンコート紙が挙げられ、本発明では限定されないが、インクジェットインクの吸収性、平滑性、カラーの塗工適性を具備したものを使用することが好ましい。
【００２８】
塗工後の乾燥方式としては熱風乾燥、赤外乾燥、ドラム乾燥等が挙げられるが、本発明においては特に限定されるものではない。
【００２９】
また、記録層表面の平滑性を制御する目的で、必要に応じてキャレンダー処理を行っても良い。キャレンダーは、スーパーキャレンダー、マシンキャレンダー、ソフトキャレンダー等が挙げられるが、この方式は特に限定されない。
【００３０】
記録層表面に、別の機能を付与する加工を行ってもよい。例えば表面にインク定着剤をオーバーコートすることや、風合いを持たせるためにエンボス加工を行うこと等も、表面の摩擦特性を損なわない限りは、本発明において限定されない。また片面のみに記録層を設ける場合には、記録層の裏面に機能性の加工、例えば帯電防止加工、滑り性付与、樹脂ラミネート等を行っても構わない。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、例中の「部」及び「％」は特に断らない限り「重量部」及び「重量％」を示す。
【００３２】
実施例１：
<原紙の作成> ＬＢＫＰ１００部（ＣＳＦ＝５００ｍｌ）のパルプスラリーに、パルプに対し、カチオン澱粉１．０部、軽質炭酸カルシウム５．０部、中性ロジンサイズ剤０．２５部を添加し調製した紙料を長網式抄紙機で抄紙し、坪量１８０ｇ／ｍ²の原紙を得た。
<記録層用塗工液の調製> 平均粒径７μｍの合成非晶質シリカ（商品名：サイロジェットＰ４０７、グレースデビソン社製）５０部と平均粒径６μｍの合成非晶質シリカ（商品名：７４ｘ６５００、グレースデビソン社製）５０部に、水とｐＨ調整剤として酢酸０．２部を添加し、カウレス分散機で２４％の顔料スラリーを調製した。この顔料スラリーにポリビニルアルコール１５部（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ社製）とポリウレタン樹脂バインダー２０部（商品名：パスコールＪＫ−８３０Ｎ、明成化学工業社製）及びポリエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）バインダー１５部（商品名；スミカフレックス４５０、住友化学社製）及びインク定着剤１５部（商品名；ＳＲ１００１、住友化学社製）を添加・攪拌し、さらに水を添加し、固形分濃度が２０％の塗工液を得た。この塗工液は軟凝集がない。
＜記録層の形成＞上記の原紙の片面に、得られた塗工液を片面乾燥塗工量が１０ｇ／ｍ²となるようにエアナイフコーターで塗工し、エアドライヤーで熱風乾燥した。さらに、ソフトカレンダーを用いて線圧３０ｋｇ／ｃｍ、２５℃、２ニップ１パスの条件で表面処理を行った。
【００３３】
実施例２：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを１０部とし、ＥＶＡバインダーを２５部とした以外は実施例１に準ずる。この塗工液は軟凝集がない。
【００３４】
実施例３：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを５部とし、ＥＶＡバインダーを３０部とした以外は実施例１に準ずる。この塗工液は軟凝集がない。
【００３５】
実施例４：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを２５部とし、ＥＶＡバインダーを１０部とした以外は実施例１に準ずる。この塗工液は軟凝集がない。
【００３６】
実施例５：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを２０部とし、ＥＶＡバインダーの替わりにアクリル樹脂バインダー１５部（商品名：パスコールＪＫ−７００、明成化学社製）を使用した以外は実施例１に準ずる。この塗工液は軟凝集がない。
【００３７】
実施例６：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを２０部とし、ＥＶＡバインダーの替わりにスチレン・アクリル樹脂バインダー１５部（商品名：パスコールＪＫ−７１２、明成化学社製）を使用した以外は実施例１に準ずる。この塗工液は軟凝集がない。
【００３８】
実施例７：
片面乾燥塗工量を２５ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１に準ずる。
【００３９】
実施例８：
片面乾燥塗工量を５ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１に準ずる。
【００４０】
実施例９：
原紙の両面に記録層を設けたこと以外は、実施例１に準ずる。
【００４１】
実施例１０：
原紙の両面に記録層を設けたこと以外は、実施例２に準ずる。
【００４２】
実施例１１：
原紙の両面に記録層を設けたこと以外は、実施例３に準ずる。
【００４３】
実施例１２：
原紙の両面に記録層を設けたこと以外は、実施例４に準ずる。
【００４４】
比較例１：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを３部とし、ＥＶＡバインダーを３２部とした以外は実施例１に準ずる。
【００４５】
比較例２：
記録層にウレタン樹脂バインダーを使用せず、ＥＶＡバインダーを３５部とした以外は実施例１に準ずる。
【００４６】
比較例３：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを３５部とし、ＥＶＡバインダーを使用しなかった以外は実施例１に準ずる。
【００４７】
比較例４：
記録層にウレタン樹脂バインダーを使用せず、アクリル樹脂バインダーを２０部、ＥＶＡバインダーを１５部とした以外は実施例１に準ずる。
【００４８】
比較例５：
記録層にウレタン樹脂バインダー使用せず、スチレン・アクリル樹脂バインダーを２０部、ＥＶＡバインダーを１５部とした以外は実施例１に準ずる。
【００４９】
比較例６：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを２０部とし、ＥＶＡバインダーを５０部とした以外は実施例１に準ずる。
【００５０】
比較例７：
記録層に用いるウレタン樹脂バインダーを５部とし、ＥＶＡバインダーを５０部とした以外は実施例１に準ずる。
【００５１】
比較例８：
記録層に用いるポリビニルアルコールを７．５部とし、ウレタン樹脂バインダーを１０部とし、ＥＶＡバインダーを７．５部とした以外は実施例１に準ずる。
【００５２】
比較例９：
記録層に滑り剤（商品名：ＳＮコート９５０、サンノプコ社製）を２．５部添加した以外は比較例２に準ずる。
【００５３】
比較例１０：
記録層に滑り剤（商品名：ＳＮコート９５０、サンノプコ社製）を５．０部添加した以外は比較例２に準ずる。
【００５４】
比較例１１：
片面乾燥塗工量を３０ｇ／ｍ²とした以外は実施例１に準ずる。
【００５５】
比較例１２：
片面乾燥塗工量を３ｇ／ｍ²とした以外は実施例１に準ずる。
【００５６】
以上の実施例及び比較例において得られたインクジェット記録用紙について、表１に記録層の摩擦係数と搬送性試験及びインクジェット印刷適性の評価結果を示す。
【００５７】
＜評価方法＞
得られたインクジェット記録用紙は、２３℃−５０％ＲＨの恒温恒湿室で２４時間調湿後、同環境下でそれぞれ下記の方法により、評価を行った。
【００５８】
＜記録層表面の摩擦係数＞
得られた記録用紙の記録面同士の摩擦係数を、ストログラフ（商品名：ＳＴＲＯＧＲＡＰＨ−Ｒ２、東洋精機社製）を用いてＪＩＳＰ８１４７（水平条件）に準じて測定した。
【００５９】
＜搬送性試験＞
得られた記録用紙を１００ｍｍ×１４８ｍｍの大きさに断裁し、市販のフルカラーインクジェットプリンター（商品名：ＰＭ−９００Ｃ、セイコーエプソン社製）を用いて、連続２０枚×５回の計１００枚、記録層側に印刷を行い、搬送不良（重送・紙詰まり等）の発生頻度を測定した。
【００６０】
＜インクジェット印刷適性＞
市販のフルカラーインクジェットプリンター（商品名：ＰＭ−９００Ｃ、セイコーエプソン社製）を用いて写真画像を印刷し、画像細部の潰れや境界部の滲み、発色の鮮やかさ、インク吸収速度を目視観察してインクジェット印刷適性を評価した。
【００６１】
＜塗工層強度＞
ＲＩ印刷試験機（商品名：Ｒ−３、明製作所社製）を使用し、タックインク（商品名：ＳＭＸタックバリュー２０、東洋インキ社製）を０．４ｍｌ用いて６０ｒｐｍで３回刷り、印刷ロールへの塗工層の転移の程度を目視評価した。
【００６２】
以上の物性の評価は、下記要領によって記述することにした。
◎…優れている、○…良い（実用レベル）、△…やや劣る（実用下限レベル）、×…劣る（実用に適さない）
【００６３】
【表１】

【００６４】
【発明の効果】
本発明により、塗工液に軟凝集性がなく、インクジェット印刷において画像再現性に優れ、且つ印刷時の搬送性に優れるインクジェット記録用紙を得ることが出来た。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mat type ink jet recording paper in which smoothness is guaranteed on the surface of a recording layer after coating, excellent image reproducibility, and excellent transportability during printing.
[0002]
[Prior art]
In recent years, digital images have become extremely easy to handle due to dramatic advances in computer technology and digital cameras and their low prices, and as a result, high-performance personal printers have been developed and are widely used. It has become possible to easily perform full color printing. At present, the most popular personal printers are inkjet printers, and the advantages of the inkjet method are that it is easy to make multiple colors, that high-speed printing is possible, non-contact type and low noise, The device is small and inexpensive.
[0003]
An inkjet image forming system is as follows. That is, ink of each color such as cyan, magenta, yellow, and black is ejected as fine droplets from a nozzle by a thermal method, a piezo method, or the like to form an image on a recording medium.
[0004]
The characteristics required for an ink jet recording medium include a large ink absorption capacity and a high ink absorption speed, vivid and uniform color development, and low resolution and high resolution.
[0005]
In order to obtain the above-mentioned suitability, the ink jet recording paper is based on an ink absorbing layer having a thickness of several μm to several tens of μm, which is mainly composed of synthetic amorphous silica having an average particle diameter of several μm to several tens of μm. The so-called inkjet paper, which realizes a larger ink absorption capacity and vivid color developability by being formed on the material, has become the mainstream.
[0006]
However, as described above, the inkjet recording paper using synthetic amorphous silica having a particle size of the order of μm has a large friction coefficient on the surface of the recording layer, and causes a double feeding trouble when being fed to the printer. Cheap.
[0007]
As a method for solving the transportability in this ink jet recording paper, a method has been conventionally proposed in which an appropriate amount of lubricant is applied to the opposite surface of the recording surface to lower the coefficient of friction between the front and back surfaces of the sheet. Examples of the type include higher fatty acid salts (see Patent Document 1) or polyethylene emulsion (see Patent Document 2).
[0008]
In addition, in paper using alkyl ketene dimer (AKD) as an internal sizing agent, a rosin ester emulsion is added to the surface of the paper in order to prevent a conveyance trouble that the friction coefficient is too low and the paper slips and cannot be fed and discharged. A method of applying and maintaining the static friction coefficient at a certain value or more has been proposed, and can be cited as a similar technique. (See Patent Document 3)
[0009]
Further, as an example of a method for improving transportability by providing a back coat layer, colloidal silica having a particle diameter of 10 to 40 nm is contained in the ink receiving layer, and the glass transition temperature (Tg) is 4 to 30 ° C. in the back coat layer. There have also been proposed methods for controlling the static friction coefficient between the front and back surfaces of the recording sheet and the pickup roll of the recording sheet and the recording sheet by incorporating the latex. (See Patent Document 4)
[0010]
However, since these methods are methods in which the opposite surface (back surface) of the recording layer is used as a friction coefficient control layer, both surfaces cannot be used as the recording layer.
[0011]
In addition, the friction coefficient control by the back side is effective when only the back side processed sheets are set in the printer, but it is not effective at all when it is mixed with the non back side sheets. There is.
[0012]
As a method for controlling the coefficient of friction of the ink jet recording layer surface, a method in which organic spherical particles having a specific particle diameter are contained in the recording layer has been proposed. (See Patent Document 5)
However, since organic spherical particles are not porous, they do not have the ink-absorbing property of ink-jet ink, and as the amount added increases in order to obtain a large effect, the ink-jet aptitude deteriorates, and dropping off from the coating layer may become a problem. There is.
[0013]
A method for producing a mat-like ink jet recording paper is disclosed in which 8 to 12 parts by weight of a cationic polyvinyl alcohol, a nonionic acrylic emulsion and a weak cationic urethane emulsion are used as binders with respect to 100 parts by weight of silica. (See Patent Document 6).
However, if this method is surface SiOH ^- having ions, prepared from the surface using a cationic polyvinyl alcohol and weakly cationic urethane emulsion is a cationic silica illustrating the anion properties, the coating liquid Sometimes soft agglomeration occurs, which may adversely affect the smoothness of the recording layer surface after coating.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-8-337050 (page 1-6)
[Patent Document 2]
JP-A-10-278414 (page 1-3)
[Patent Document 3]
JP-A-9-11610 (page 1-5)
[Patent Document 4]
JP-A-6-278357 (page 1-4)
[Patent Document 5]
JP 2002-292997 A (page 1-3)
[Patent Document 6]
JP 2002-2101 A (page 1-4)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there is no inkjet recording paper that has a smoothness on the surface of the recording layer after coating, has excellent image reproducibility, and has excellent transportability during printing. An object of the present invention is to obtain an ink jet recording paper in which smoothness is guaranteed on the surface of a recording layer after coating, excellent image reproducibility in ink jet printing, and excellent transportability during printing.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventor has found that the composition of the binder, which is one of the constituent components of the ink jet recording layer, is an important governing factor of the friction coefficient of the recording layer surface, leading to the present invention. That provision, in the recording layer of the mat type ink jet recording sheet, a nonionic urethane resin binder contains 5 to 35 parts by weight per 100 parts by weight of the pigment, in JIS P 8147 (horizontal condition) of the recording surfaces of the sheet When the applied friction coefficient is 0.60 or less and the dynamic friction coefficient R (runout width) is 0.08 or less, smoothness is ensured on the surface of the recording layer after coating, and high image reproducibility is maintained. We succeeded in obtaining inkjet recording paper with excellent transportability during printing.
When content of this polyurethane resin binder is less than 5 weight part, the fall of R of a dynamic friction coefficient and a dynamic friction coefficient is small, and the improvement effect of a conveyance property is inadequate. Even when the polyurethane resin binder is contained in an amount of 5 parts by weight or more, the dynamic friction coefficient exceeds 0.60 due to other conditions, such as the composition of the recording layer and the smoothness of the surface, or the dynamic friction coefficient R is 0. If it exceeds 0.08, the effect of improving the transportability is insufficient.
In the present invention, the dynamic friction coefficient R (vibration width) is a fluctuation amount of vibration, and is not a half of the fluctuation amount.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the content of the urethane resin binder and 10 to 35 parts by weight relative to the pigment 100 parts by weight, the dynamic friction coefficient defined in JIS P 8147 (horizontal condition) of the recording surfaces of the sheet 0 In order to obtain better transportability, it is desirable that the dynamic friction coefficient R is .55 or less and the dynamic friction coefficient R is 0.05 or less.
[0018]
The total amount of the binder component contained in the recording layer is desirably in the range of 30 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment. When the amount is less than 30 parts by weight, the coating layer strength is weak, and the inside of the printer is soiled by the generation of paper dust at the time of cutting or printing. When the amount is more than 80 parts by weight, the decrease in ink absorbability is remarkable and clear. Image quality cannot be obtained. Further, the ratio of the urethane resin binder in the total amount of the binder is preferably 10 to 50% by weight, and if it is less than 10% by weight, the effect of decreasing the dynamic friction coefficient and the dynamic friction coefficient R is reduced, and is more than 50% by weight. In some cases, the coating layer strength is reduced.
[0019]
The urethane resin binder in the present invention is nonionic. In many cases, the coating liquid for forming the recording layer includes an inorganic pigment having an anionic surface property and a dye fixing agent having a cationic property. Sometimes soft agglomeration tends to occur, and the smoothness of the recording layer surface after coating may be adversely affected. In the present invention, since a nonionic urethane resin binder is used, there is no such concern.
[0020]
When the coating amount is less than 5 g / m ² , in ink jet printing, ink overflow, bleeding, color unevenness and the like occur due to insufficient ink absorption capacity. When the coating amount is more than 25 g / m ² , the recording layer strength is lowered, and the dot diameter of the printing portion becomes too small due to an excessive ink absorption capacity, resulting in a decrease in color density.
[0021]
Examples of the pigment used in the ink jet recording layer of the present invention include amorphous silica, amorphous alumina, kaolin, clay, calcined clay, talc, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, aluminum hydroxide, satin white, titanium dioxide. Zinc oxide, barium sulfate, lithium silicate, diatomaceous earth, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, mica, natural zeolite, synthetic zeolite, pseudoboehmite, hydroxyapatite, interlayer compounds, acrylic / methacrylic resins, Spherical resins made of homopolymers such as styrene resins, polyester resins, butadiene resins, silicon resins, polycarbonate resins, urea resins, epoxy resins, melamine resins and phenol resins, or copolymers containing monomers constituting them. is there It may be an organic pigment amorphous. Among the above pigments, synthetic amorphous silica, synthetic amorphous alumina, and the like are preferable in order to obtain excellent ink jet aptitude. Their production method is not limited. In addition, these pigments are subjected to surface treatments to impart multi-functionality, such as surface modification with coupling agents and organic substances, surface treatment by metal ion exchange method, vapor deposition method or liquid phase precipitation method. It doesn't matter. In order to obtain the required quality, two or more of these pigments may be used in combination.
[0022]
The ink jet recording layer of the present invention needs to contain 5 parts by weight or more, preferably 10 parts by weight or more of the urethane resin binder with respect to 100 parts by weight of the pigment, and the ionicity is nonionic. The urethane resin binder in the present invention refers to an aqueous dispersion or emulsion of a resin having a urethane bond, which is obtained by reacting a component having an isocyanate group and a polyol component similar to polyether or polyester. Examples of the production method include a blocked isocyanate method, a prepolymer method, a self-emulsification method, and a phase inversion emulsification method, but are not limited in the present invention. Further, the degree of polymerization, Tg (glass transition temperature), MFT (minimum film forming temperature) and the like are not limited for the purpose of imparting desired physical properties to the recording layer.
[0023]
In addition to the urethane resin binder, the following binder can be used for the ink jet recording layer of the present invention. For example, cellulose derivatives such as polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyridine, polyacrylamide, polyethylene oxide, polypropylene oxide, starch, modified starch, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, sodium alginate Water soluble binders such as polystyrene sulfonate sodium, casein, gelatin, terpene, polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyethylene vinyl acetate, polyvinyl acetal, polyacrylamide, poly Ethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polytetrafluoroethylene Oroethylene, polyvinylidene fluoride, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, nylon, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyacetal, polybischloromethyloxacyclobutane, polyphenylene oxide, polysulfone, poly-p-xylylene, polyimide, poly Benzimidazole, phenol resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, alkyd resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, styrene-butadiene copolymer, modified styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, methyl Methacrylate-butadiene copolymer, acrylic ester-methacrylic ester copolymer, vinyl acetate-maleic acid ester Alcohol copolymer, vinyl acetate - acrylic copolymer, ethylene - vinyl acetate - can be exemplified emulsion binder such as an acrylic copolymer. The polymerization degree, saponification degree, Tg, and MFT of these binders are not limited. Moreover, you may add a crosslinkable functional group in these molecular chains.
[0024]
The ink jet recording layer of the present invention preferably contains an ink fixing agent mainly composed of a cationic polymer in order to improve the fixability and color developability of the ink jet ink. These types and addition amounts are not limited in the present invention.
[0025]
In the coating liquid used for the recording layer, a dispersant, an antifoaming agent, a pH adjusting agent, a wetting agent, a water retention agent, a thickening agent, a crosslinking agent, a release agent, an antiseptic, a softening agent, a wax, Select the appropriate antistatic agent, antistatic agent, sizing agent, waterproofing agent, plasticizer, fluorescent whitening agent, coloring pigment, coloring dye, reducing agent, ultraviolet absorber, antioxidant, fragrance, deodorant, etc. Can be added. Moreover, the place and method of adding these, such as making it contain in a silica slurry or making it contain in a binder, are not limited.
[0026]
For the recording layer, the coating liquid thus prepared is applied to a general coating machine, for example, blade coater, roll coater, air knife coater, rod coater, lip coater, curtain coater, spray coater, die coater, champless coater. For example, the single-sided or double-sided coating is applied in a single layer or multiple layers so that the dry coating amount per side is 5 to 25 g / m ² by off-machine or on-machine.
[0027]
Examples of the support for the recording layer include acidic or neutral high-quality paper, medium-quality paper and board, and resin-coated paper, and are not limited in the present invention, but ink jet ink absorbability, smoothness, and color coating suitability. It is preferable to use what comprises.
[0028]
Examples of the drying method after coating include hot air drying, infrared drying, drum drying and the like, but are not particularly limited in the present invention.
[0029]
Further, for the purpose of controlling the smoothness of the surface of the recording layer, a calendar process may be performed as necessary. Examples of the calendar include a super calendar, a machine calendar, and a soft calendar, but this method is not particularly limited.
[0030]
You may perform the process which provides another function to the recording layer surface. For example, overcoating the surface with an ink fixing agent or embossing to give a texture is not limited in the present invention as long as the frictional properties of the surface are not impaired. When the recording layer is provided only on one side, functional processing such as antistatic processing, slipping, resin lamination, etc. may be performed on the back side of the recording layer.
[0031]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these Examples. In the examples, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise specified.
[0032]
Example 1:
<Preparation of base paper> To a pulp slurry of LBKP 100 parts (CSF = 500 ml), 1.0 part of cationic starch, 5.0 parts of light calcium carbonate, and 0.25 part of neutral rosin sizing agent were added to the pulp. The stock was made with a long net paper machine to obtain a base paper having a basis weight of 180 g / m ² .
<Preparation of recording layer coating solution> 50 parts of synthetic amorphous silica having an average particle size of 7 μm (trade name: Silojet P407, manufactured by Grace Devison) and synthetic amorphous silica having an average particle size of 6 μm (trade name: 74 parts of acetic acid as a pH adjusting agent was added to 50 parts of 74 × 6500 (produced by Grace Devison Co., Ltd.), and a 24% pigment slurry was prepared with a Cowles disperser. To this pigment slurry, 15 parts of polyvinyl alcohol (trade name: PVA-117, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), 20 parts of polyurethane resin binder (trade name: Pascoal JK-830N, manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd.) and polyethylene vinyl acetate (EVA) binder 15 Parts (trade name; SUMIKAFLEX 450, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and 15 parts of ink fixing agent (trade name; SR1001, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) are added and stirred, water is further added, and the solid content concentration is 20%. A coating solution was obtained. This coating solution has no soft aggregation.
<Formation of Recording Layer> The obtained coating liquid was applied to one side of the above base paper with an air knife coater so that the single-sided dry coating amount was 10 g / m ² and dried with hot air using an air dryer. Further, a surface treatment was performed using a soft calender under conditions of a linear pressure of 30 kg / cm, 25 ° C., and two nips and one pass.
[0033]
Example 2:
Example 1 is followed except that the urethane resin binder used in the recording layer is 10 parts and the EVA binder is 25 parts. This coating solution has no soft aggregation.
[0034]
Example 3:
Example 1 is followed except that the urethane resin binder used for the recording layer is 5 parts and the EVA binder is 30 parts. This coating solution has no soft aggregation.
[0035]
Example 4:
Example 1 is followed except that the urethane resin binder used in the recording layer is 25 parts and the EVA binder is 10 parts. This coating solution has no soft aggregation.
[0036]
Example 5:
Example 1 is followed except that the urethane resin binder used in the recording layer is 20 parts and 15 parts of an acrylic resin binder (trade name: Passcall JK-700, manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd.) is used instead of the EVA binder. This coating solution has no soft aggregation.
[0037]
Example 6:
Example 1 is followed except that the urethane resin binder used in the recording layer is 20 parts and 15 parts of styrene / acrylic resin binder (trade name: Pascall JK-712, manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd.) is used instead of the EVA binder. This coating solution has no soft aggregation.
[0038]
Example 7:
Similar to Example 1 except that the amount of single-sided dry coating was 25 g / m ² .
[0039]
Example 8:
Similar to Example 1 except that the amount of single-sided dry coating was 5 g / m ² .
[0040]
Example 9:
Except for providing recording layers on both sides of the base paper, the same as in Example 1.
[0041]
Example 10:
Except for providing recording layers on both sides of the base paper, the same as in Example 2.
[0042]
Example 11:
Except for providing recording layers on both sides of the base paper, the same as in Example 3.
[0043]
Example 12:
Except for providing recording layers on both sides of the base paper, the same as in Example 4.
[0044]
Comparative Example 1:
Example 1 is followed except that the urethane resin binder used in the recording layer is 3 parts and the EVA binder is 32 parts.
[0045]
Comparative Example 2:
The same as in Example 1 except that the urethane resin binder was not used for the recording layer and the EVA binder was 35 parts.
[0046]
Comparative Example 3:
Except that the urethane resin binder used for the recording layer was 35 parts and no EVA binder was used, the same as in Example 1.
[0047]
Comparative Example 4:
Except for using urethane resin binder in the recording layer, 20 parts of acrylic resin binder, and 15 parts of EVA binder, the same as in Example 1.
[0048]
Comparative Example 5:
The same applies as in Example 1 except that the urethane resin binder is not used in the recording layer, 20 parts of styrene / acrylic resin binder and 15 parts of EVA binder are used.
[0049]
Comparative Example 6:
Example 1 is followed except that the urethane resin binder used in the recording layer is 20 parts and the EVA binder is 50 parts.
[0050]
Comparative Example 7:
Example 1 is followed except that the urethane resin binder used for the recording layer is 5 parts and the EVA binder is 50 parts.
[0051]
Comparative Example 8:
Example 1 is followed except that the polyvinyl alcohol used in the recording layer is 7.5 parts, the urethane resin binder is 10 parts, and the EVA binder is 7.5 parts.
[0052]
Comparative Example 9:
Similar to Comparative Example 2, except that 2.5 parts of a slip agent (trade name: SN Coat 950, manufactured by San Nopco) was added to the recording layer.
[0053]
Comparative Example 10:
Similar to Comparative Example 2, except that 5.0 parts of a slip agent (trade name: SN Coat 950, manufactured by San Nopco) was added to the recording layer.
[0054]
Comparative Example 11:
Same as Example 1 except that the amount of single-sided dry coating was 30 g / m ² .
[0055]
Comparative Example 12:
Similar to Example 1 except that the amount of single-sided dry coating was 3 g / m ² .
[0056]
Table 1 shows the friction coefficient of the recording layer, the transportability test, and the evaluation results of the ink jet printing suitability for the ink jet recording paper obtained in the above examples and comparative examples.
[0057]
<Evaluation method>
The obtained inkjet recording paper was subjected to humidity control in a constant temperature and humidity chamber of 23 ° C.-50% RH for 24 hours, and then evaluated in the same environment by the following methods.
[0058]
<Friction coefficient of recording layer surface>
The friction coefficient between the recording surfaces of the obtained recording paper was measured according to JIS P 8147 (horizontal conditions) using a strograph (trade name: STROGRAPH-R2, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.).
[0059]
<Transportability test>
The obtained recording paper was cut into a size of 100 mm × 148 mm, and recorded using a commercially available full-color inkjet printer (trade name: PM-900C, manufactured by Seiko Epson Corporation), a total of 100 sheets of 20 sheets × 5 times in total. Printing was performed on the layer side, and the frequency of occurrence of conveyance failure (multifeed, paper jam, etc.) was measured.
[0060]
<Inkjet printing aptitude>
Print a photographic image using a commercially available full-color inkjet printer (trade name: PM-900C, manufactured by Seiko Epson Corporation), and visually observe the collapse of image details, blurring of borders, vividness of color development, and ink absorption speed. Inkjet printing suitability was evaluated.
[0061]
<Coating layer strength>
Using an RI printing tester (trade name: R-3, manufactured by Meisei Seisakusho Co., Ltd.), printing three times at 60 rpm using 0.4 ml of tack ink (trade name: SMX Tack Value 20, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) The degree of transfer of the coating layer to the roll was visually evaluated.
[0062]
The evaluation of the above physical properties was described in the following manner.
◎… Excellent, ○… Good (practical level), △… Slightly inferior (practical lower limit level), ×… Inferior (not suitable for practical use)
[0063]
[Table 1]

[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, it was possible to obtain an ink jet recording paper in which the coating liquid does not have soft agglomeration properties, is excellent in image reproducibility in ink jet printing, and is excellent in transportability during printing.

Claims

In a mat type inkjet recording paper having at least one recording layer mainly composed of a pigment and a binder on at least one side of the support, the binder component is composed of a nonionic urethane resin binder, polyvinyl alcohol and a polyethylene vinyl acetate binder. Or a nonionic urethane resin binder, polyvinyl alcohol and an acrylic resin binder, or a nonionic urethane resin binder, polyvinyl alcohol and a styrene / acrylic resin binder, and the total amount of the binder component is 30 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the pigment. 5 to 40 parts by weight of nonionic urethane resin binder with respect to 100 parts by weight of pigment, and the ratio of the urethane resin binder in the total amount of binder is 10 to 50% by weight. Ri, dry coating weight of 5 to 25 g / ^{m 2,} and the dynamic friction coefficient defined by JIS P 8147 of the recording surfaces of the paper (horizontal condition) 0.60 or less and the dynamic friction coefficient R (shake A mat type ink jet recording paper , wherein the width is 0.08 or less.