インクジェット記録用紙
【課題】 高速インクジェットプリンターを用いて印刷した場合、高いインク乾燥性を有すると共に高精細バーコードが読み取り可能となる高い耐フェザーリング性を有し、かつ耐水性があり高白な普通紙タイプのインクジェット記録用紙を提供する。
【解決手段】 高速インクジェットプリンターに使用するインクジェット記録用紙であって、パルプ、填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム、および内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有する基紙に、カチオン性樹脂とアニオン性蛍光染料、及び結着剤を含有し、かつ顔料を含まない塗工液を塗工してなり、ステキヒトサイズ度が１０〜２５秒かつＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定された灰分が１３％〜２５％である。
【解決手段】 高速インクジェットプリンターに使用するインクジェット記録用紙であって、パルプ、填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム、および内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有する基紙に、カチオン性樹脂とアニオン性蛍光染料、及び結着剤を含有し、かつ顔料を含まない塗工液を塗工してなり、ステキヒトサイズ度が１０〜２５秒かつＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定された灰分が１３％〜２５％である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔料を含むインク受容層を有さない普通紙タイプのインクジェット記録用紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、各種の方法により飛翔させたインクの微小液滴を、紙などの記録用紙に付着させて画像や文字を形成させる記録方式である。この記録方式は高速化、フルカラー化が容易であり、さらに記録時の騒音が低く、装置が低価格なことから、家庭用として広く普及している。一方、商業用途の分野において、従来はノンインパクト（ＮＩＰ）印刷を用いて可変情報（公共料金やクレジットの請求書や領収書、配送用伝票、広告など）が印刷されてきたが、近年、ラインヘッドを有する高速インクジェットプリンターによる印刷に置き換えられている。
インクジェット記録用紙として、インク受容層を設けた塗工紙タイプと顔料を含むインク受容層を設けない普通紙タイプに大別される。デジタルカメラの画像出力には高精細画像を再現できる塗工紙タイプが主に用いられ、一方、ビジネスレポートや公共料金の明細書などの印刷には安価な普通紙タイプが主に用いられる。今後、このようなインクジェット記録の用途拡大に伴い、低コストでかつ高精細画像を再現可能な普通紙タイプのインクジェット記録用紙が求められている。
【０００３】
普通紙タイプのインクジェット記録用紙に求められる性能として、高白色度であることが挙げられる。高白色度な記録用紙に印刷することで、カラー印刷の映えや文字の再現性が良好となる。併せて、ＧＳ１−１２８に代表される高精細バーコードを読み取り可能な高い耐フェザーリング性（用紙上におけるインクのニジミを抑える）、耐水性、および高速印刷に耐えうる高いインク乾燥性などが求められる。
耐フェザーリング性について述べると、近年コンビニエンスストアで取り扱い可能な公共料金などの振込用紙に記載されるバーコードＧＳ１−１２８に統一された。ＧＳ１−１２８は従来主流であったＪＡＮ、ＣＯＤＥ３９などと比較して非常に高精細であり、これまで以上に高い耐フェザーリング性が求められる。
【０００４】
一方、インク乾燥性について述べると、前記インクジェットプリンターにはマイクロ波乾燥、高周波乾燥、シリンダー乾燥、熱風乾燥などの補助乾燥装置が設置されているが、あくまで補助乾燥であり十分な乾燥能力は備わっていない。１００ｍ／ｍｉｎ．以上の高速度で印刷されるため、記録用紙には印刷後に素早く浸透乾燥することが求められる。インク吸収層を有していない普通紙タイプの記録用紙においては特に重要な課題である。
【０００５】
特許文献１には、パルプ繊維、填料として白色の無機鉱物粉末、内添サイズ剤としてロジン系サイズエマルジョンを含有し、基紙表面に水溶性高分子及び導電剤を含有するサイズプレス液が塗布されてなる記録用紙が開示されている。
また特許文献２には、カチオン性樹脂を０．２〜２．０ｇ／ｍ２の範囲で付着させ、ブリストー吸収係数が１．０７〜１．９０（ｍｌ／ｍ２・ｍｓ１／２）である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シートが記載されている。
また、特許文献３には、蛍光染料と、ジアリルジメチルアンモニウム塩を含むモノマーを重合して得られるポリマー、染料固着剤、特定のカチオン性ポリマーを含有した紙塗工用組成物、及びそれを塗工してなるインクジェット記録用紙が記載されている。
【０００６】
また特許文献４には、針状、柱状、紡錘状、ウィスカー状のいずれかの形状を有しアスペクト比が５以上の軽質炭酸カルシウムを紙質量当たり１０質量％含有し、内添サイズ剤としてをアルケニル無水コハク酸を含有させた、カラー印刷適性を有する記録用紙が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−０７１６０６号公報
【特許文献２】特開平９−２０２０４２号公報
【特許文献３】特開２００６−２４１６２６号公報
【特許文献４】特開２００５−１２０５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１〜４に記載の技術では、目的とする高い耐フェザーリング性とインク乾燥性の両立ができない。インクジェット印刷品質を向上するために耐フェザーリング性を付与すると、高速インクジェットプリンターに用いた場合、ロール汚れなどの不具合が生じる。
【０００９】
特に特許文献１、２に記載の技術の場合、耐フェザーリング性は不十分であり、近年の高精度なバーコードを高速インクジェットプリンターで印刷することができない。また、特許文献３の技術の場合、塗工液中に４種の異なるカチオン性ポリマーとアニオン性の蛍光染料を混合する必要があり、塗工液の安定性が悪く塗工適性が劣っていた。特許文献４に記載の技術の場合、炭酸カルシウムを填料とすることで、ある程度の白色度を得ることができるが、インクジェット記録方式で記録した場合、耐フェザーリング性および印刷部の 耐水性が不十分であった。
したがって、本発明は、高いインク乾燥性を有すると共に高精細バーコードが読み取り可能となる高い耐フェザーリング性を有し、かつ耐水性があり高白な普通紙タイプのインクジェット記録用紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意研究した結果、パルプと填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム、および内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有し、かつ所定の灰分を有する基紙に、少なくともカチオン性樹脂とアニオン性蛍光染料を含有する塗工液を塗工して得られるインクジェット記録用紙により上記課題を解決できることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明は、高速インクジェットプリンターに使用するインクジェット記録用紙であって、パルプ、填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム、および内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有する基紙に、カチオン性樹脂とアニオン性蛍光染料、及び結着剤を含有し、かつ顔料を含まない塗工液を塗工してなり、ステキヒトサイズ度が１０〜２５秒かつＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定された灰分が１３％〜２５％である普通紙タイプのインクジェット記録用紙である。特に、前記カチオン性樹脂がポリアミンエピハロヒドリン系樹脂であり、前記アニオン性蛍光染料がスチルベン型蛍光染料であることが好ましい。また、前記カチオン性樹脂の分子量が１０，０００以下であることが好ましく、前記塗工液はトランスファーロールコーターを用いて基紙上に塗工されることが好ましい。
【００１２】
また、前記カチオン性樹脂がポリアミンエピハロヒドリン系樹脂であり、アニオン性蛍光染料がスチルベン型蛍光染料とすることが好ましい。また、前記カチオン性樹脂の分子量が１０，０００以下であることが好ましく、前記塗工液が、顔料を含まないことが好ましい。また、前記インクジェット記録用紙は、基紙上に前記塗工液をトランスファーロールコーターを用いて塗工することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高いインク乾燥性を有すると共に高精細バーコードが読み取り可能となる高い耐フェザーリング性を有し、かつ耐水性があり高白な普通紙タイプのインクジェット記録用紙を得ることができる。基紙中に填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを比較的高い灰分で、また内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有することで、顔料を含むインク受理層を有さない場合であっても高い耐フェザーリング性とインク乾燥性を両立できる。さらに、ポリアミンエピハロヒドリン系樹脂と蛍光染料がスチルベン型アニオン性蛍光染料、および結着剤を含有する塗工液を塗布することで、高白で更に高い耐フェザーリング性を両立することができる。特にトランスファーロールコーターを用いることで、両面ともに高いインクジェット記録適性（耐フェザーリング性、インク乾燥性など）を有し、且つ高い表面強度を有しており印刷適性に優れたインクジェット記録用紙を高い生産性で安定して製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のインクジェット記録用紙は、以下のパルプ、填料、サイズ剤などを含む基紙上に、カチオン性樹脂および蛍光染料を含有する塗工液を塗工してなる普通紙タイプのものである。顔料を含有するインク受容層は設けない。
【００１５】
１．基紙
＜パルプ＞
基紙は、木材パルプおよび填料、助剤等を抄紙してなる。木材パルプとしては、公知の化学パルプ、機械パルプ、および脱墨パルプ等が挙げられる。また、これら各種パルプは必要に応じて単独で使用され、または併用される。パルプとしては、抄紙に慣用される従来公知のものを用いることができ、例えば広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒サルファイトパルプ（ＬＢＳＰ）、針葉樹晒サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）等の化学パルプ；砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプ；等の木材パルプや、古紙パルプ（ＤＩＰ）を挙げることができる。さらに、コットンパルプや麻、バガス、ケナフ、エスパルト、楮、三椏、雁皮等の非木材パルプも用いることができる。
【００１６】
＜填料＞
基紙中に内添する填料は、ロゼッタ（ｒｏｓｅｔｔｅ）型の軽質炭酸カルシウムを主に含む。ロゼッタ型の軽質炭酸カルシウムとは、紡錘形状の軽質炭酸カルシウムの一次粒子が放射状に凝集してロゼッタ型の二次粒子を形成したものであり、具体的にはSpecialty Minerals Ｉｎｃ．社のアルバカーＨＯ、アルバカー５９７０アルバカーＬＯ等の製品を好ましく挙げることができる。ここで、放射状とは、例えば上記二次粒子の中心近傍から、各一次粒子の長手方向が放射状に伸びたものを指す。
【００１７】
軽質炭酸カルシウムは生産コストや操業性、および低添加量で高い白色度、および不透明度が得られる点で優れ、さらにロゼッタ型の軽質炭酸カルシウムはその特殊な形状のため吸油量が高い。基紙に高配合させることによりインクを吸収する能力が大きく向上し、インクジェット記録を行った際の乾燥性が大きく向上する。特に印刷速度１５０ｍ／ｍｉｎ．以上の高速インクジェットプリンターを用いた場合に効果が大きい。
【００１８】
図１は、液中に分散した状態のロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（二次粒子）の形態の一例を示す電子顕微鏡像である。この図において、各一次粒子の基部同士が凝集し、各一次粒子がその先端へ向かって放射状に伸びている。また、各一次粒子は基部の幅（径）がやや大きく、先端に向かって細くなっている。なお、図中のｍｉｃｒｏｎは、μｍを示す。
【００１９】
填料としては、ロゼッタ型軽質炭酸カルシウムの他、ロゼッタ型以外の軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、水酸化アルミニウム、ゼオライト等従来から慣用されている無機微粒子を使用することができる。但し、填料全体に対する上記無機微粒子の割合は２０質量％以下程度とするのが好ましい。
【００２０】
＜灰分＞
基紙のＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定された灰分は１３〜２５％であることが必要であり、好ましくは１５〜２０％である。灰分が１３〜２５％であると、インクジェット記録時のインク乾燥性が向上する。一方、灰分が１３％未満であるとこれらの効果が得られず、２５％を超えるとインクが記録用紙における横方向へのインクの浸透を制御できず、繊維に沿ってインクがニジみやすくなり、耐フェザーリング性が低下する。
なお、ＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定する灰分は、試料（紙）を５２５±２５℃の温度で燃焼させた後の灰分残留物の量を、試料の絶乾質量に対する百分率で表したものである。
【００２１】
＜基紙の抄造＞
基紙を抄造する抄紙機としては、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、ヤンキー抄紙機などの公知の装置を適宣使用することができる。このうち、ツインワイヤー抄紙機を用いて抄造することにより、原料スラリーの上下より脱水を行うために紙表裏の組成差が小さいため、特に好ましい。本発明におけるインクジェット記録用紙を得るために、抄造条件としてパルプ濾水度、ジェットワイヤー比、プロファイル、プレス、カレンダーなどの調整が行われ、また乾燥条件も抄紙機のドライヤーでの蒸気圧および通気方法など、公知の方法が利用できる。抄紙ｐＨは、酸性領域からアルカリ性領域で行うことが可能である。好ましくは、ｐＨ６〜９の弱酸性〜弱アリカリ性領域である。また、基紙中には、本発明の効果を損なわない範囲で、紙力増強剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、色相を調整するための染料または有色顔料、視覚的白さを向上させるための蛍光染料等の抄紙用内添薬品を内添することができる。
【００２２】
＜内添サイズ剤＞
本発明においては、内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を用いる。アルケニル無水コハク酸の含有量としては、紙質量当り０．０１〜５質量％程度であることが好ましく、０．１〜０．３質量％であることが特に好ましい。含有量が０．０１％未満である場合、十分なサイズ度を得ることが困難である。一方、５質量％を超える場合、得られたインクジェット記録用紙の摩擦係数が極端に低下してしまうなど、紙質への悪影響が出る場合がある。摩擦係数を極端に低下させた場合、フォーム印刷機および高速インクジェットプリンターを用いて印刷した場合にフィードロールで紙滑りが発生しやすくなり、バタ付きなどの問題が生じる。
【００２３】
アルケニル無水コハク酸はエマルションタイプであり、ポリマーで乳化することにより、粒径が均一となり、ステキヒトサイズ度が向上しやすい。乳化で使用するポリマーサイズ剤としては、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミンポリアミドエピハロヒドリン系樹脂、ポリ（ジアリルアミン）−エピクロロヒドリン樹脂、（メタ）アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。特にカチオン性のポリアクリルアミド樹脂で乳化することにより、粒径が均一となりやすく、乳化時に加温する必要がないため、加水分解を最小限に抑え、ステキヒトサイズ度を効率良く上げることができるため、抄紙機のロールなど汚れを抑制することができる。また、本発明の効果を損なわない範囲で、アルキルケテンダイマー、中性ロジンサイズ剤などを併用することもできるが、アルケニル無水コハク酸のみを用いることが好ましい。
【００２４】
アルケニル無水コハク酸のアルケニル基は、炭素数１４〜２２程度であることが好ましく、炭素数１６〜１８のものが特に好ましい。炭素数が１４未満である場合、アルケニル無水コハク酸の加水分解、或いは記録用紙を抄造する際の乾燥工程において、蒸発により抄紙機のロール汚れが生じやすくなる。一方、炭素数が２２を超える場合、乳化性が劣る問題がある。
【００２５】
＜ステキヒトサイズ度＞
本発明においては上記基紙中に、内添サイズ剤にアルケニル無水コハク酸を、内添填料にロゼッタ（ｒｏｓｅｔｔｅ）型の軽質炭酸カルシウムを含有することで、高いインク吸収性を保ちつつ、高いサイズ効果を発現させることができるが、さらにＪＩＳ−Ｐ８１２２にて規定されるステキヒトサイズ度が１０〜２５秒であることが必要である。高いレベルでの耐フェザーリング性とインク乾燥性の両立を図るためには、ステキヒトサイズ度が１２秒〜１８秒であることが特に好ましい。ステキヒトサイズ度が１０秒未満である場合、インクジェット記録用紙に打ち込まれたインクが横方向に広がりやすくなり、耐フェザーリング性が大きく低下する。一方、ステキヒトサイズ度が２５秒を超える場合、耐フェザーリング性は良好であるが、インク乾燥性が大きく低下するため、高速インクジェットプリンターに使用することが困難である。
【００２６】
ステキヒトサイズ度は基紙中の内添サイズ剤の含有量や、後述する塗工液の塗工量等で調整できる。基紙中の内添サイズ剤の含有量を増やすと、また基紙に塗工する塗工液の塗工量を増やすとステキヒトサイズ度の値は大きくなる。
【００２７】
２．塗工液
＜カチオン性樹脂＞
本発明においては、アニオン性のインクジェット用インクに耐水性を付与するため、染料定着剤となるカチオン性樹脂がインク受容層に含まれていることが好ましい。
【００２８】
カチオン性樹脂は、カチオン性の水溶性高分子であり、耐フェザーリング性およびインク耐水性を向上させる点から分子量２００，０００以下であることが好ましい。特に、本発明におけるインクジェット記録用紙に用いる場合、カチオン性樹脂の分子量は１０，０００未満であることが好ましい。この理由は次のように推測される。つまりインクジェット用インクは、インク受容層の顔料内部の微小空隙や顔料表面に吸着されると考えられる。そこでインクを耐水化するためには、インクと結合するカチオン性樹脂をインク受容層中の顔料内部の微小空隙や顔料表面に分布させる必要があるが、カチオン性樹脂の分子量が２００，０００を超える場合は顔料内部の空隙に分布できず、顔料内部に入り込んだインクに耐水性を付与できないことがある。また、カチオン性樹脂のアニオン要求量は５ｍｅｑ／ｇ以上であることが好ましい。アニオン要求量が５ｍｅｑ／ｇ未満である場合、インク定着能力が十分でない場合がある。
【００２９】
なお、上記分子量はＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）で測定した重量平均分子量であり、アニオン要求量とはカチオン密度とよばれ、通常滴定薬として（１／４００）Ｎポリビニル硫酸カリウム（ＰＶＳＫ）溶液および指示薬として０．１％トルイジンブルー溶液を用いる一般的なコロイド滴定法によって測定し、下記の計算式により得られる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
カチオン性樹脂としては、例えばポリエチレンイミン４級アンモニウム塩誘導体；アンモニア・ジアルキルアミン・エピハロヒドリン樹脂；ポリアミンエピハロヒドリン；ポリアミドエピハロヒドリン；ポリアミンポリアミドエピハロヒドリン、ジシアンアミド・ホルムアルデヒド樹脂；ジエチレントリアミン・ジシアンジアミド・アンモニウムクロライド樹脂；ジメチルジアリルアンモニウムクロライド樹脂等が例示される。このうち、アンモニアとアミン類とエピハロヒドリン類とを縮重合させてなるポリアミンエピハロヒドリン系樹脂を用いると、後述する高速インクジェットプリンターで印刷した際の耐フェザーリング性がさらに向上するので特に好ましい。
【００３２】
前記樹脂に用いられるアミン類としては、例えば第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、ポリアルキルポリアミン、およびアルカノールアミンモノアミンなどを挙げることができる。具体的には第２級アミンとして、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、メチルオクチルアミン、メチルラウリルアミン、およびジベンジルアミン等を挙げることができる。第３級アミンとして具体的には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｓｅｃ．−ブチルアミン、トリ−ｔｅｒｔ．−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、およびトリベンジルアミン等を挙げることができる。このうち、第２級アミンのジメチルアミンおよびジエチルアミンが特に好ましい。
【００３３】
前記樹脂におけるエピハロヒドリン類として具体的には、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン、メチルエピクロルヒドリン等から選ばれる１種類以上を使用できるが、特にエピクロロヒドリンを使用することが好ましい。
【００３４】
前記樹脂の合成方法としては、例えば、特開平１０−１５２５４４号公報、特開平１０−１４７０５７号公報に記載される公知の方法を用いることができる。上記樹脂を１種単独でインク受容層塗工液に配合しても良く、また異なる重合度のものを混合して塗工液に配合しても良い。なお、上記樹脂は適宣合成したものを使用してもよく、市販品を用いてもよい。
【００３５】
本発明においては、カチオン性樹脂の塗工量が両面で０．５〜５．０ｇ／ｍ２であることが好ましく、１．０〜３．０ｇ／ｍ２である事がより好ましい。両面の塗工量が１．０ｇ／ｍ２未満である場合、十分な耐フェザーリング性および耐水性が得られない。一方、両面の塗工量が５．０ｇ／ｍ２を超えるカチオン性樹脂を塗工してもこれ以上耐フェザーリング性および耐水性は向上せず、過剰に塗工した分、薬品コストも上昇するため好ましくない。
【００３６】
＜蛍光染料＞
本発明においては、高い白色度を得るために、塗工液中に蛍光染料を配合することが好ましい。蛍光染料としては、ジアミノスチルベン型、イミダゾール型、オキサゾール型、トリアゾール型、クマリン型、ナフタルイミド型、およびピラゾリン型蛍光染料が挙げられる。一般的にアニオン性の蛍光染料はカチオン性樹脂との相溶性が悪く、混合時に凝集物が発生する。本発明においては、前述したカチオン性樹脂との相溶性が高く、高い白色度が得られる蛍光染料として、特にジアミノスチルベン型が好ましい。
【００３７】
＜結着剤＞
塗工液中に含有する結着剤に特に制限はなく、例えば公知の樹脂から適宣選択することができる。本発明においては、水溶性高分子接着剤、合成エマルジョン系接着剤等、水に溶解または分散可能なものが好ましい。水溶性高分子接着剤としては、デンプンまたはその変性物、ポリビニルアルコールおよびその変性物、カゼインなどを挙げることができる。また、合成エマルジョン系接着剤としては、アクリル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、スチレンブタジエンラテックス、ウレタン樹脂系エマルジョンなどを挙げることができるが、印刷濃度の点から水溶性高分子接着剤を使用することが好ましい。結着剤として具体的には、完全ケン化型ポリビニルアルコール、部分ケン化型ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、酸化デンプン、ヒドロキシルエチルエーテル化デンプン、リン酸エステル化デンプンなどが挙げられる。
【００３８】
＜その他の成分＞
なお、本発明の効果を損なわない範囲で、塗工液中にサイズ剤、染料、保水剤、耐水化剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、界面活性剤、導電剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、などの添加剤を配合することが可能である。
【００３９】
＜塗工方法＞
本発明においては、インク受理層はトランスファーロールコーターにより高速（３００ｍ／ｍｉｎ．以上、１０００ｍ／ｍｉｎ．以上も可能）で塗工形成される。これらは支持体に同時に両面塗工でき、抄紙機上に容易に設置できる塗工方式である。これにより、生産性が大幅に向上するとともに、支持体の両面同時に塗工することにより、両面印刷可能なインクジェット記録用紙を安価に製造可能となる。トランスファーロールコーターとしては、ゲートロールコーター、ロッドメータリングサイズプレス、ブレードメータリングサイズプレスなどが挙げられ、前計量方式（印刷塗工方式）で支持体に塗工液を塗布する（複数のロールやバ−やブレード等で計量した塗工液を、アプリケーションロールを用いて支持体に塗布する）コーターであり、ブレードコーターやバーコーターなどの後計量方式（支持体に付着させた塗工液を掻き取る方式）で塗工するコーターと比較して、塗工時に用紙にかかる負荷が小さいため断紙し難く、より高速で塗工できる等の利点がある。
【００４０】
本発明において、トランスファーロールコーターはオンマシンコーターであってもオフマシンコーターであっても良い。オンマシンコーターとは、支持体の製造機（抄紙機等）上に設置されて支持体の製造と同一ラインで塗工するものであり、オフマシンコーターとは、支持体の製造機と別に設置され、製造された支持体を一旦巻取り、別ラインのコーターで塗工するものである。生産効率を向上させてコストダウンを図る点では、オンマシンコータートランスファーロールコーターを用いるのが好ましい。
なお、従来のインクジェット記録用紙の製造における塗工方式としては、ブレードコーター、エアナイフコーター、バーコーター、カーテンコーターなどが用いられているが、これらの方式で支持体に同時に両面塗工することは困難であり、両面塗工するには、製造工程数の増加、乾燥負荷の増大などの問題が生じ、実用的でない。
【００４１】
３．印刷
本発明における高速インクジェットプリンターとは、印刷速度１００ｍ／ｍｉｎ．以上のロール印刷機を指す。前記インクジェットプリンターには、インク各色毎にラインヘッドが搭載されており、高速印刷を可能としている。インクは水性染料タイプ、または水性顔料タイプに分別される。また、マイクロ波乾燥、高周波乾燥、シリンダー乾燥、熱風乾燥などの補助乾燥装置が設置されている。具体的には、Ｋｏｄａｋ ｖｅｒｓａｍａｒｋ 社製ＶＸ５０００ｅ、イセトー社製イセトースーパージェット４０００、ミヤコシ社製ＭＪＰ６００などが挙げられる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、以下の「部」、「％」は特に断らない限り、それぞれ「質量部」、「質量％」をさす。
【００４３】
＜実施例１＞
広葉樹クラフトパルプ（濾水度３５０ｍｌ ｃ．ｓ．ｆ）からなるパルプスラリー１００部に対して、填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（アルバカー５９７０：ＳＭＩ社製）を対パルプ当たり２０％、内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸（ＡＳ１５３２：星光ＰＭＣ社製）をポリマーサイズ剤（ＳＰ１８００：星光ＰＭＣ社製）で乳化させたエマルション０．２％、カチオン化デンプン０．８％を添加し、ツインワイヤー型抄紙機を使用して８００ｍ／ｍｉｎ．の速度で坪量８０ｇ／ｍ２になるよう抄造した基紙に、酸化澱粉（ＭＳ＃３６００：日本食品化工社製）１０．０％、分子量数千のポリアミンエピハロヒドリン系樹脂（ＤＫ６８５０：星光ＰＭＣ社製）４．０％、スチルベン型蛍光染料（カヤホールＰＡＳＱリキッド：日本化薬社製）０．３％からなる塗工液を、オンマシン上に設置されたロッドメータリングサイズプレスを用いて両面で７ｇ／ｍ２となるよう塗工することにより、インクジェット記録用紙１を得た。
【００４４】
＜実施例２＞
基紙に内添するアルケニル無水コハク酸エマルションを０．３％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙２を作製した。
【００４５】
＜実施例３＞
基紙に内添するアルケニル無水コハク酸エマルションを０．１２％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙３を作製した。
【００４６】
＜実施例４＞
基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを３０％、アルケニル無水コハク酸エマルションを０．２５％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙４を作製した。
【００４７】
＜実施例５＞
基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを１５％、アルケニル無水コハク酸エマルションを０．２０％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙５を作製した。
【００４８】
＜実施例６＞
塗工液中のポリアミンエピハロヒドリン系樹脂を２．５％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙６を作製した。
【００４９】
＜実施例７＞
塗工液中に分子量数万のポリアミンエピハロヒドリン系樹脂（ＤＫ６８５４：星光ＰＭＣ社製）を４．０％配合した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙７を作製した。
【００５０】
＜比較例１＞
基紙に内添するアルケニル無水コハク酸エマルションを０．０５％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙８を作製した。
【００５１】
＜比較例２＞
基紙に内添するアルケニル無水コハク酸エマルションを０．４０％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙９を作製した。
【００５２】
＜比較例３＞
基紙にアルキルケテンダイマー（ＡＤ１６０４：星光ＰＭＣ社製）を０．２０％配合した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１０を作製した。
【００５３】
＜比較例４＞
基紙に中性ロジン（ＮＴ−８７：荒川化学社製）を０．２０％配合した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１１を作製した。
【００５４】
＜比較例５＞
塗工液中の蛍光染料を無配とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１２を作製した。
【００５５】
＜比較例６＞
塗工液中のポリアミンエピハロヒドリン系樹脂を無配とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１３を作製した。
【００５６】
＜比較例７＞
基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを１０％、アルケニル無水コハク酸エマルションを０．１５％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１４を作製した。
【００５７】
＜比較例８＞
基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを４０％、アルケニル無水コハク酸エマルションを０．３０％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１５を作製した。
【００５８】
＜比較例９＞
基紙に内添する軽質炭酸カルシウムを紡錘状（ＰＣ：白石工業社製）２０％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１６を作製した。
【００５９】
＜インクジェット記録用紙の物性＞
＜評価項目＞
・灰分
ＪＩＳ−Ｐ８２５１に準拠して、各インクジェット記録用紙の５２５度灰分を測定した。
・ＩＳＯ白色度
ＪＩＳ−Ｐ８１４８（ＩＳＯ ２４７０）に準拠して、各インクジェット記録用紙のＩＳＯ白色度（ＵＶ−ｉｎ）を測定した。９０％を超えると充分に高白であり、問題ない。
・ステキヒトサイズ度
ＪＩＳ−Ｐ８１２２に準拠して、各インクジェット記録用紙のステキヒトサイズ度を測定した。
・走行性
得られたインクジェット記録用紙を用いて、印刷速度１５０ｍ／ｍｉｎ．でインクジェット印刷を行い、印刷時における紙滑りやバタツキ、粉落ちなどの走行性を目視評価した。以下の評価が○、△であれば実用上問題なく使用できる。
○：良好
△：やや良好
×：不良
【００６０】
＜水系インクによるインクジェット記録＞
各記録用紙について，インクジェットプリンターＳＣＩＴＥＸ６２４０システムプリンター（ＳＣＩＴＥＸ社製）に上記インクを用いて、インクジェット記録を行い、以下の評価項目に従って印刷適性を評価した。評価結果を表１、表２に示す。
【００６１】
＜印字性能の評価項目＞
・耐フェザーリング性
黒色のベタ印刷パターンを印刷した後、線のニジミ具合を目視判定した。以下の評価が○、△であれば実用上問題なく使用できる。
○：ニジミがない
△：若干、ニジミが生じる
×：ニジミが多い
【００６２】
・耐水性
黒色のベタ印刷パターンを印刷した後、蒸留水に３０秒浸漬して耐水性を目視判定した。以下の評価が○、△であれば実用上問題なく使用できる。
○：インクが流れ落ちない
△：若干、インク流れ落ちている
×：ほとんどのインクが流れ出した
【００６３】
・インク乾燥性
黒色のベタ印刷パターンを上記インクジェットプリンターでベタ印刷した後、ベタ部を指でこすり、乾燥に要するまでの時間を測定した。以下の評価が○、△であれば実用上問題なく使用できる。
○：乾燥に要する時間が５秒未満であった
△：乾燥に要する時間が５秒以上を超え、１０秒以下であった
×：乾燥に要する時間が１０秒を超えた
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
本発明に相当する実施例１〜７において得られた記録用紙１〜７は、高い白色度を有し、印刷機の走行性、インクジェット印刷性能（インク乾燥性、耐フェザーリング性、耐水性）いずれも良好であった。
【００６７】
一方、基紙に内添するアルケニル無水コハク酸の配合量が少なく、ステキヒトサイズ度が１０秒未満となった比較例１は、耐フェザーリング性が大きく悪化し、逆に基紙に内添するアルケニル無水コハク酸の配合量が多すぎ、ステキヒトサイズ度が２５秒を超えた比較例２は、インク乾燥性が大きく悪化した。
【００６８】
また、アルケニル無水コハク酸の代わりにアルキルケテンダイマーを同量配合した比較例３は、紙滑りが発生し、印刷機走行性が低下した。アルケニル無水コハク酸の代わりに中性ロジンを同量配合した比較例４は、耐フェザーリング性が大きく悪化した。
【００６９】
蛍光染料を無配とした比較例５は、白色度が大きく低下し、インクジェット印刷性能を付与するために必要なカチオン性樹脂を無配とした比較例６は、耐フェザーリング性、耐水性が悪化した。
【００７０】
比較例７は基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムが少なすぎるため、耐フェザーリング性、インク乾燥性が大きく悪化した。逆に、比較例８は基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムが多すぎるため、粉落ちが発生した。また耐フェザーリング性が大きく悪化した。また、比較例９はロゼッタ型軽質炭酸カルシウムの代わりに紡錘状軽質炭酸カルシウムを配合したため、インク乾燥性が大きく悪化した。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ロゼッタ型軽質炭酸カルシウムの二次粒子形状の電子顕微鏡像の一例を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔料を含むインク受容層を有さない普通紙タイプのインクジェット記録用紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、各種の方法により飛翔させたインクの微小液滴を、紙などの記録用紙に付着させて画像や文字を形成させる記録方式である。この記録方式は高速化、フルカラー化が容易であり、さらに記録時の騒音が低く、装置が低価格なことから、家庭用として広く普及している。一方、商業用途の分野において、従来はノンインパクト（ＮＩＰ）印刷を用いて可変情報（公共料金やクレジットの請求書や領収書、配送用伝票、広告など）が印刷されてきたが、近年、ラインヘッドを有する高速インクジェットプリンターによる印刷に置き換えられている。
インクジェット記録用紙として、インク受容層を設けた塗工紙タイプと顔料を含むインク受容層を設けない普通紙タイプに大別される。デジタルカメラの画像出力には高精細画像を再現できる塗工紙タイプが主に用いられ、一方、ビジネスレポートや公共料金の明細書などの印刷には安価な普通紙タイプが主に用いられる。今後、このようなインクジェット記録の用途拡大に伴い、低コストでかつ高精細画像を再現可能な普通紙タイプのインクジェット記録用紙が求められている。
【０００３】
普通紙タイプのインクジェット記録用紙に求められる性能として、高白色度であることが挙げられる。高白色度な記録用紙に印刷することで、カラー印刷の映えや文字の再現性が良好となる。併せて、ＧＳ１−１２８に代表される高精細バーコードを読み取り可能な高い耐フェザーリング性（用紙上におけるインクのニジミを抑える）、耐水性、および高速印刷に耐えうる高いインク乾燥性などが求められる。
耐フェザーリング性について述べると、近年コンビニエンスストアで取り扱い可能な公共料金などの振込用紙に記載されるバーコードＧＳ１−１２８に統一された。ＧＳ１−１２８は従来主流であったＪＡＮ、ＣＯＤＥ３９などと比較して非常に高精細であり、これまで以上に高い耐フェザーリング性が求められる。
【０００４】
一方、インク乾燥性について述べると、前記インクジェットプリンターにはマイクロ波乾燥、高周波乾燥、シリンダー乾燥、熱風乾燥などの補助乾燥装置が設置されているが、あくまで補助乾燥であり十分な乾燥能力は備わっていない。１００ｍ／ｍｉｎ．以上の高速度で印刷されるため、記録用紙には印刷後に素早く浸透乾燥することが求められる。インク吸収層を有していない普通紙タイプの記録用紙においては特に重要な課題である。
【０００５】
特許文献１には、パルプ繊維、填料として白色の無機鉱物粉末、内添サイズ剤としてロジン系サイズエマルジョンを含有し、基紙表面に水溶性高分子及び導電剤を含有するサイズプレス液が塗布されてなる記録用紙が開示されている。
また特許文献２には、カチオン性樹脂を０．２〜２．０ｇ／ｍ２の範囲で付着させ、ブリストー吸収係数が１．０７〜１．９０（ｍｌ／ｍ２・ｍｓ１／２）である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シートが記載されている。
また、特許文献３には、蛍光染料と、ジアリルジメチルアンモニウム塩を含むモノマーを重合して得られるポリマー、染料固着剤、特定のカチオン性ポリマーを含有した紙塗工用組成物、及びそれを塗工してなるインクジェット記録用紙が記載されている。
【０００６】
また特許文献４には、針状、柱状、紡錘状、ウィスカー状のいずれかの形状を有しアスペクト比が５以上の軽質炭酸カルシウムを紙質量当たり１０質量％含有し、内添サイズ剤としてをアルケニル無水コハク酸を含有させた、カラー印刷適性を有する記録用紙が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−０７１６０６号公報
【特許文献２】特開平９−２０２０４２号公報
【特許文献３】特開２００６−２４１６２６号公報
【特許文献４】特開２００５−１２０５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１〜４に記載の技術では、目的とする高い耐フェザーリング性とインク乾燥性の両立ができない。インクジェット印刷品質を向上するために耐フェザーリング性を付与すると、高速インクジェットプリンターに用いた場合、ロール汚れなどの不具合が生じる。
【０００９】
特に特許文献１、２に記載の技術の場合、耐フェザーリング性は不十分であり、近年の高精度なバーコードを高速インクジェットプリンターで印刷することができない。また、特許文献３の技術の場合、塗工液中に４種の異なるカチオン性ポリマーとアニオン性の蛍光染料を混合する必要があり、塗工液の安定性が悪く塗工適性が劣っていた。特許文献４に記載の技術の場合、炭酸カルシウムを填料とすることで、ある程度の白色度を得ることができるが、インクジェット記録方式で記録した場合、耐フェザーリング性および印刷部の 耐水性が不十分であった。
したがって、本発明は、高いインク乾燥性を有すると共に高精細バーコードが読み取り可能となる高い耐フェザーリング性を有し、かつ耐水性があり高白な普通紙タイプのインクジェット記録用紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意研究した結果、パルプと填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム、および内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有し、かつ所定の灰分を有する基紙に、少なくともカチオン性樹脂とアニオン性蛍光染料を含有する塗工液を塗工して得られるインクジェット記録用紙により上記課題を解決できることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明は、高速インクジェットプリンターに使用するインクジェット記録用紙であって、パルプ、填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム、および内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有する基紙に、カチオン性樹脂とアニオン性蛍光染料、及び結着剤を含有し、かつ顔料を含まない塗工液を塗工してなり、ステキヒトサイズ度が１０〜２５秒かつＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定された灰分が１３％〜２５％である普通紙タイプのインクジェット記録用紙である。特に、前記カチオン性樹脂がポリアミンエピハロヒドリン系樹脂であり、前記アニオン性蛍光染料がスチルベン型蛍光染料であることが好ましい。また、前記カチオン性樹脂の分子量が１０，０００以下であることが好ましく、前記塗工液はトランスファーロールコーターを用いて基紙上に塗工されることが好ましい。
【００１２】
また、前記カチオン性樹脂がポリアミンエピハロヒドリン系樹脂であり、アニオン性蛍光染料がスチルベン型蛍光染料とすることが好ましい。また、前記カチオン性樹脂の分子量が１０，０００以下であることが好ましく、前記塗工液が、顔料を含まないことが好ましい。また、前記インクジェット記録用紙は、基紙上に前記塗工液をトランスファーロールコーターを用いて塗工することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高いインク乾燥性を有すると共に高精細バーコードが読み取り可能となる高い耐フェザーリング性を有し、かつ耐水性があり高白な普通紙タイプのインクジェット記録用紙を得ることができる。基紙中に填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを比較的高い灰分で、また内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有することで、顔料を含むインク受理層を有さない場合であっても高い耐フェザーリング性とインク乾燥性を両立できる。さらに、ポリアミンエピハロヒドリン系樹脂と蛍光染料がスチルベン型アニオン性蛍光染料、および結着剤を含有する塗工液を塗布することで、高白で更に高い耐フェザーリング性を両立することができる。特にトランスファーロールコーターを用いることで、両面ともに高いインクジェット記録適性（耐フェザーリング性、インク乾燥性など）を有し、且つ高い表面強度を有しており印刷適性に優れたインクジェット記録用紙を高い生産性で安定して製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のインクジェット記録用紙は、以下のパルプ、填料、サイズ剤などを含む基紙上に、カチオン性樹脂および蛍光染料を含有する塗工液を塗工してなる普通紙タイプのものである。顔料を含有するインク受容層は設けない。
【００１５】
１．基紙
＜パルプ＞
基紙は、木材パルプおよび填料、助剤等を抄紙してなる。木材パルプとしては、公知の化学パルプ、機械パルプ、および脱墨パルプ等が挙げられる。また、これら各種パルプは必要に応じて単独で使用され、または併用される。パルプとしては、抄紙に慣用される従来公知のものを用いることができ、例えば広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒サルファイトパルプ（ＬＢＳＰ）、針葉樹晒サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）等の化学パルプ；砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプ；等の木材パルプや、古紙パルプ（ＤＩＰ）を挙げることができる。さらに、コットンパルプや麻、バガス、ケナフ、エスパルト、楮、三椏、雁皮等の非木材パルプも用いることができる。
【００１６】
＜填料＞
基紙中に内添する填料は、ロゼッタ（ｒｏｓｅｔｔｅ）型の軽質炭酸カルシウムを主に含む。ロゼッタ型の軽質炭酸カルシウムとは、紡錘形状の軽質炭酸カルシウムの一次粒子が放射状に凝集してロゼッタ型の二次粒子を形成したものであり、具体的にはSpecialty Minerals Ｉｎｃ．社のアルバカーＨＯ、アルバカー５９７０アルバカーＬＯ等の製品を好ましく挙げることができる。ここで、放射状とは、例えば上記二次粒子の中心近傍から、各一次粒子の長手方向が放射状に伸びたものを指す。
【００１７】
軽質炭酸カルシウムは生産コストや操業性、および低添加量で高い白色度、および不透明度が得られる点で優れ、さらにロゼッタ型の軽質炭酸カルシウムはその特殊な形状のため吸油量が高い。基紙に高配合させることによりインクを吸収する能力が大きく向上し、インクジェット記録を行った際の乾燥性が大きく向上する。特に印刷速度１５０ｍ／ｍｉｎ．以上の高速インクジェットプリンターを用いた場合に効果が大きい。
【００１８】
図１は、液中に分散した状態のロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（二次粒子）の形態の一例を示す電子顕微鏡像である。この図において、各一次粒子の基部同士が凝集し、各一次粒子がその先端へ向かって放射状に伸びている。また、各一次粒子は基部の幅（径）がやや大きく、先端に向かって細くなっている。なお、図中のｍｉｃｒｏｎは、μｍを示す。
【００１９】
填料としては、ロゼッタ型軽質炭酸カルシウムの他、ロゼッタ型以外の軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、水酸化アルミニウム、ゼオライト等従来から慣用されている無機微粒子を使用することができる。但し、填料全体に対する上記無機微粒子の割合は２０質量％以下程度とするのが好ましい。
【００２０】
＜灰分＞
基紙のＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定された灰分は１３〜２５％であることが必要であり、好ましくは１５〜２０％である。灰分が１３〜２５％であると、インクジェット記録時のインク乾燥性が向上する。一方、灰分が１３％未満であるとこれらの効果が得られず、２５％を超えるとインクが記録用紙における横方向へのインクの浸透を制御できず、繊維に沿ってインクがニジみやすくなり、耐フェザーリング性が低下する。
なお、ＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定する灰分は、試料（紙）を５２５±２５℃の温度で燃焼させた後の灰分残留物の量を、試料の絶乾質量に対する百分率で表したものである。
【００２１】
＜基紙の抄造＞
基紙を抄造する抄紙機としては、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、ヤンキー抄紙機などの公知の装置を適宣使用することができる。このうち、ツインワイヤー抄紙機を用いて抄造することにより、原料スラリーの上下より脱水を行うために紙表裏の組成差が小さいため、特に好ましい。本発明におけるインクジェット記録用紙を得るために、抄造条件としてパルプ濾水度、ジェットワイヤー比、プロファイル、プレス、カレンダーなどの調整が行われ、また乾燥条件も抄紙機のドライヤーでの蒸気圧および通気方法など、公知の方法が利用できる。抄紙ｐＨは、酸性領域からアルカリ性領域で行うことが可能である。好ましくは、ｐＨ６〜９の弱酸性〜弱アリカリ性領域である。また、基紙中には、本発明の効果を損なわない範囲で、紙力増強剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、色相を調整するための染料または有色顔料、視覚的白さを向上させるための蛍光染料等の抄紙用内添薬品を内添することができる。
【００２２】
＜内添サイズ剤＞
本発明においては、内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を用いる。アルケニル無水コハク酸の含有量としては、紙質量当り０．０１〜５質量％程度であることが好ましく、０．１〜０．３質量％であることが特に好ましい。含有量が０．０１％未満である場合、十分なサイズ度を得ることが困難である。一方、５質量％を超える場合、得られたインクジェット記録用紙の摩擦係数が極端に低下してしまうなど、紙質への悪影響が出る場合がある。摩擦係数を極端に低下させた場合、フォーム印刷機および高速インクジェットプリンターを用いて印刷した場合にフィードロールで紙滑りが発生しやすくなり、バタ付きなどの問題が生じる。
【００２３】
アルケニル無水コハク酸はエマルションタイプであり、ポリマーで乳化することにより、粒径が均一となり、ステキヒトサイズ度が向上しやすい。乳化で使用するポリマーサイズ剤としては、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミンポリアミドエピハロヒドリン系樹脂、ポリ（ジアリルアミン）−エピクロロヒドリン樹脂、（メタ）アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。特にカチオン性のポリアクリルアミド樹脂で乳化することにより、粒径が均一となりやすく、乳化時に加温する必要がないため、加水分解を最小限に抑え、ステキヒトサイズ度を効率良く上げることができるため、抄紙機のロールなど汚れを抑制することができる。また、本発明の効果を損なわない範囲で、アルキルケテンダイマー、中性ロジンサイズ剤などを併用することもできるが、アルケニル無水コハク酸のみを用いることが好ましい。
【００２４】
アルケニル無水コハク酸のアルケニル基は、炭素数１４〜２２程度であることが好ましく、炭素数１６〜１８のものが特に好ましい。炭素数が１４未満である場合、アルケニル無水コハク酸の加水分解、或いは記録用紙を抄造する際の乾燥工程において、蒸発により抄紙機のロール汚れが生じやすくなる。一方、炭素数が２２を超える場合、乳化性が劣る問題がある。
【００２５】
＜ステキヒトサイズ度＞
本発明においては上記基紙中に、内添サイズ剤にアルケニル無水コハク酸を、内添填料にロゼッタ（ｒｏｓｅｔｔｅ）型の軽質炭酸カルシウムを含有することで、高いインク吸収性を保ちつつ、高いサイズ効果を発現させることができるが、さらにＪＩＳ−Ｐ８１２２にて規定されるステキヒトサイズ度が１０〜２５秒であることが必要である。高いレベルでの耐フェザーリング性とインク乾燥性の両立を図るためには、ステキヒトサイズ度が１２秒〜１８秒であることが特に好ましい。ステキヒトサイズ度が１０秒未満である場合、インクジェット記録用紙に打ち込まれたインクが横方向に広がりやすくなり、耐フェザーリング性が大きく低下する。一方、ステキヒトサイズ度が２５秒を超える場合、耐フェザーリング性は良好であるが、インク乾燥性が大きく低下するため、高速インクジェットプリンターに使用することが困難である。
【００２６】
ステキヒトサイズ度は基紙中の内添サイズ剤の含有量や、後述する塗工液の塗工量等で調整できる。基紙中の内添サイズ剤の含有量を増やすと、また基紙に塗工する塗工液の塗工量を増やすとステキヒトサイズ度の値は大きくなる。
【００２７】
２．塗工液
＜カチオン性樹脂＞
本発明においては、アニオン性のインクジェット用インクに耐水性を付与するため、染料定着剤となるカチオン性樹脂がインク受容層に含まれていることが好ましい。
【００２８】
カチオン性樹脂は、カチオン性の水溶性高分子であり、耐フェザーリング性およびインク耐水性を向上させる点から分子量２００，０００以下であることが好ましい。特に、本発明におけるインクジェット記録用紙に用いる場合、カチオン性樹脂の分子量は１０，０００未満であることが好ましい。この理由は次のように推測される。つまりインクジェット用インクは、インク受容層の顔料内部の微小空隙や顔料表面に吸着されると考えられる。そこでインクを耐水化するためには、インクと結合するカチオン性樹脂をインク受容層中の顔料内部の微小空隙や顔料表面に分布させる必要があるが、カチオン性樹脂の分子量が２００，０００を超える場合は顔料内部の空隙に分布できず、顔料内部に入り込んだインクに耐水性を付与できないことがある。また、カチオン性樹脂のアニオン要求量は５ｍｅｑ／ｇ以上であることが好ましい。アニオン要求量が５ｍｅｑ／ｇ未満である場合、インク定着能力が十分でない場合がある。
【００２９】
なお、上記分子量はＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）で測定した重量平均分子量であり、アニオン要求量とはカチオン密度とよばれ、通常滴定薬として（１／４００）Ｎポリビニル硫酸カリウム（ＰＶＳＫ）溶液および指示薬として０．１％トルイジンブルー溶液を用いる一般的なコロイド滴定法によって測定し、下記の計算式により得られる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
カチオン性樹脂としては、例えばポリエチレンイミン４級アンモニウム塩誘導体；アンモニア・ジアルキルアミン・エピハロヒドリン樹脂；ポリアミンエピハロヒドリン；ポリアミドエピハロヒドリン；ポリアミンポリアミドエピハロヒドリン、ジシアンアミド・ホルムアルデヒド樹脂；ジエチレントリアミン・ジシアンジアミド・アンモニウムクロライド樹脂；ジメチルジアリルアンモニウムクロライド樹脂等が例示される。このうち、アンモニアとアミン類とエピハロヒドリン類とを縮重合させてなるポリアミンエピハロヒドリン系樹脂を用いると、後述する高速インクジェットプリンターで印刷した際の耐フェザーリング性がさらに向上するので特に好ましい。
【００３２】
前記樹脂に用いられるアミン類としては、例えば第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、ポリアルキルポリアミン、およびアルカノールアミンモノアミンなどを挙げることができる。具体的には第２級アミンとして、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、メチルオクチルアミン、メチルラウリルアミン、およびジベンジルアミン等を挙げることができる。第３級アミンとして具体的には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｓｅｃ．−ブチルアミン、トリ−ｔｅｒｔ．−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、およびトリベンジルアミン等を挙げることができる。このうち、第２級アミンのジメチルアミンおよびジエチルアミンが特に好ましい。
【００３３】
前記樹脂におけるエピハロヒドリン類として具体的には、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン、メチルエピクロルヒドリン等から選ばれる１種類以上を使用できるが、特にエピクロロヒドリンを使用することが好ましい。
【００３４】
前記樹脂の合成方法としては、例えば、特開平１０−１５２５４４号公報、特開平１０−１４７０５７号公報に記載される公知の方法を用いることができる。上記樹脂を１種単独でインク受容層塗工液に配合しても良く、また異なる重合度のものを混合して塗工液に配合しても良い。なお、上記樹脂は適宣合成したものを使用してもよく、市販品を用いてもよい。
【００３５】
本発明においては、カチオン性樹脂の塗工量が両面で０．５〜５．０ｇ／ｍ２であることが好ましく、１．０〜３．０ｇ／ｍ２である事がより好ましい。両面の塗工量が１．０ｇ／ｍ２未満である場合、十分な耐フェザーリング性および耐水性が得られない。一方、両面の塗工量が５．０ｇ／ｍ２を超えるカチオン性樹脂を塗工してもこれ以上耐フェザーリング性および耐水性は向上せず、過剰に塗工した分、薬品コストも上昇するため好ましくない。
【００３６】
＜蛍光染料＞
本発明においては、高い白色度を得るために、塗工液中に蛍光染料を配合することが好ましい。蛍光染料としては、ジアミノスチルベン型、イミダゾール型、オキサゾール型、トリアゾール型、クマリン型、ナフタルイミド型、およびピラゾリン型蛍光染料が挙げられる。一般的にアニオン性の蛍光染料はカチオン性樹脂との相溶性が悪く、混合時に凝集物が発生する。本発明においては、前述したカチオン性樹脂との相溶性が高く、高い白色度が得られる蛍光染料として、特にジアミノスチルベン型が好ましい。
【００３７】
＜結着剤＞
塗工液中に含有する結着剤に特に制限はなく、例えば公知の樹脂から適宣選択することができる。本発明においては、水溶性高分子接着剤、合成エマルジョン系接着剤等、水に溶解または分散可能なものが好ましい。水溶性高分子接着剤としては、デンプンまたはその変性物、ポリビニルアルコールおよびその変性物、カゼインなどを挙げることができる。また、合成エマルジョン系接着剤としては、アクリル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、スチレンブタジエンラテックス、ウレタン樹脂系エマルジョンなどを挙げることができるが、印刷濃度の点から水溶性高分子接着剤を使用することが好ましい。結着剤として具体的には、完全ケン化型ポリビニルアルコール、部分ケン化型ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、酸化デンプン、ヒドロキシルエチルエーテル化デンプン、リン酸エステル化デンプンなどが挙げられる。
【００３８】
＜その他の成分＞
なお、本発明の効果を損なわない範囲で、塗工液中にサイズ剤、染料、保水剤、耐水化剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、界面活性剤、導電剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、などの添加剤を配合することが可能である。
【００３９】
＜塗工方法＞
本発明においては、インク受理層はトランスファーロールコーターにより高速（３００ｍ／ｍｉｎ．以上、１０００ｍ／ｍｉｎ．以上も可能）で塗工形成される。これらは支持体に同時に両面塗工でき、抄紙機上に容易に設置できる塗工方式である。これにより、生産性が大幅に向上するとともに、支持体の両面同時に塗工することにより、両面印刷可能なインクジェット記録用紙を安価に製造可能となる。トランスファーロールコーターとしては、ゲートロールコーター、ロッドメータリングサイズプレス、ブレードメータリングサイズプレスなどが挙げられ、前計量方式（印刷塗工方式）で支持体に塗工液を塗布する（複数のロールやバ−やブレード等で計量した塗工液を、アプリケーションロールを用いて支持体に塗布する）コーターであり、ブレードコーターやバーコーターなどの後計量方式（支持体に付着させた塗工液を掻き取る方式）で塗工するコーターと比較して、塗工時に用紙にかかる負荷が小さいため断紙し難く、より高速で塗工できる等の利点がある。
【００４０】
本発明において、トランスファーロールコーターはオンマシンコーターであってもオフマシンコーターであっても良い。オンマシンコーターとは、支持体の製造機（抄紙機等）上に設置されて支持体の製造と同一ラインで塗工するものであり、オフマシンコーターとは、支持体の製造機と別に設置され、製造された支持体を一旦巻取り、別ラインのコーターで塗工するものである。生産効率を向上させてコストダウンを図る点では、オンマシンコータートランスファーロールコーターを用いるのが好ましい。
なお、従来のインクジェット記録用紙の製造における塗工方式としては、ブレードコーター、エアナイフコーター、バーコーター、カーテンコーターなどが用いられているが、これらの方式で支持体に同時に両面塗工することは困難であり、両面塗工するには、製造工程数の増加、乾燥負荷の増大などの問題が生じ、実用的でない。
【００４１】
３．印刷
本発明における高速インクジェットプリンターとは、印刷速度１００ｍ／ｍｉｎ．以上のロール印刷機を指す。前記インクジェットプリンターには、インク各色毎にラインヘッドが搭載されており、高速印刷を可能としている。インクは水性染料タイプ、または水性顔料タイプに分別される。また、マイクロ波乾燥、高周波乾燥、シリンダー乾燥、熱風乾燥などの補助乾燥装置が設置されている。具体的には、Ｋｏｄａｋ ｖｅｒｓａｍａｒｋ 社製ＶＸ５０００ｅ、イセトー社製イセトースーパージェット４０００、ミヤコシ社製ＭＪＰ６００などが挙げられる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、以下の「部」、「％」は特に断らない限り、それぞれ「質量部」、「質量％」をさす。
【００４３】
＜実施例１＞
広葉樹クラフトパルプ（濾水度３５０ｍｌ ｃ．ｓ．ｆ）からなるパルプスラリー１００部に対して、填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（アルバカー５９７０：ＳＭＩ社製）を対パルプ当たり２０％、内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸（ＡＳ１５３２：星光ＰＭＣ社製）をポリマーサイズ剤（ＳＰ１８００：星光ＰＭＣ社製）で乳化させたエマルション０．２％、カチオン化デンプン０．８％を添加し、ツインワイヤー型抄紙機を使用して８００ｍ／ｍｉｎ．の速度で坪量８０ｇ／ｍ２になるよう抄造した基紙に、酸化澱粉（ＭＳ＃３６００：日本食品化工社製）１０．０％、分子量数千のポリアミンエピハロヒドリン系樹脂（ＤＫ６８５０：星光ＰＭＣ社製）４．０％、スチルベン型蛍光染料（カヤホールＰＡＳＱリキッド：日本化薬社製）０．３％からなる塗工液を、オンマシン上に設置されたロッドメータリングサイズプレスを用いて両面で７ｇ／ｍ２となるよう塗工することにより、インクジェット記録用紙１を得た。
【００４４】
＜実施例２＞
基紙に内添するアルケニル無水コハク酸エマルションを０．３％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙２を作製した。
【００４５】
＜実施例３＞
基紙に内添するアルケニル無水コハク酸エマルションを０．１２％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙３を作製した。
【００４６】
＜実施例４＞
基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを３０％、アルケニル無水コハク酸エマルションを０．２５％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙４を作製した。
【００４７】
＜実施例５＞
基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを１５％、アルケニル無水コハク酸エマルションを０．２０％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙５を作製した。
【００４８】
＜実施例６＞
塗工液中のポリアミンエピハロヒドリン系樹脂を２．５％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙６を作製した。
【００４９】
＜実施例７＞
塗工液中に分子量数万のポリアミンエピハロヒドリン系樹脂（ＤＫ６８５４：星光ＰＭＣ社製）を４．０％配合した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙７を作製した。
【００５０】
＜比較例１＞
基紙に内添するアルケニル無水コハク酸エマルションを０．０５％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙８を作製した。
【００５１】
＜比較例２＞
基紙に内添するアルケニル無水コハク酸エマルションを０．４０％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙９を作製した。
【００５２】
＜比較例３＞
基紙にアルキルケテンダイマー（ＡＤ１６０４：星光ＰＭＣ社製）を０．２０％配合した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１０を作製した。
【００５３】
＜比較例４＞
基紙に中性ロジン（ＮＴ−８７：荒川化学社製）を０．２０％配合した以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１１を作製した。
【００５４】
＜比較例５＞
塗工液中の蛍光染料を無配とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１２を作製した。
【００５５】
＜比較例６＞
塗工液中のポリアミンエピハロヒドリン系樹脂を無配とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１３を作製した。
【００５６】
＜比較例７＞
基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを１０％、アルケニル無水コハク酸エマルションを０．１５％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１４を作製した。
【００５７】
＜比較例８＞
基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを４０％、アルケニル無水コハク酸エマルションを０．３０％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１５を作製した。
【００５８】
＜比較例９＞
基紙に内添する軽質炭酸カルシウムを紡錘状（ＰＣ：白石工業社製）２０％とした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録用紙１６を作製した。
【００５９】
＜インクジェット記録用紙の物性＞
＜評価項目＞
・灰分
ＪＩＳ−Ｐ８２５１に準拠して、各インクジェット記録用紙の５２５度灰分を測定した。
・ＩＳＯ白色度
ＪＩＳ−Ｐ８１４８（ＩＳＯ ２４７０）に準拠して、各インクジェット記録用紙のＩＳＯ白色度（ＵＶ−ｉｎ）を測定した。９０％を超えると充分に高白であり、問題ない。
・ステキヒトサイズ度
ＪＩＳ−Ｐ８１２２に準拠して、各インクジェット記録用紙のステキヒトサイズ度を測定した。
・走行性
得られたインクジェット記録用紙を用いて、印刷速度１５０ｍ／ｍｉｎ．でインクジェット印刷を行い、印刷時における紙滑りやバタツキ、粉落ちなどの走行性を目視評価した。以下の評価が○、△であれば実用上問題なく使用できる。
○：良好
△：やや良好
×：不良
【００６０】
＜水系インクによるインクジェット記録＞
各記録用紙について，インクジェットプリンターＳＣＩＴＥＸ６２４０システムプリンター（ＳＣＩＴＥＸ社製）に上記インクを用いて、インクジェット記録を行い、以下の評価項目に従って印刷適性を評価した。評価結果を表１、表２に示す。
【００６１】
＜印字性能の評価項目＞
・耐フェザーリング性
黒色のベタ印刷パターンを印刷した後、線のニジミ具合を目視判定した。以下の評価が○、△であれば実用上問題なく使用できる。
○：ニジミがない
△：若干、ニジミが生じる
×：ニジミが多い
【００６２】
・耐水性
黒色のベタ印刷パターンを印刷した後、蒸留水に３０秒浸漬して耐水性を目視判定した。以下の評価が○、△であれば実用上問題なく使用できる。
○：インクが流れ落ちない
△：若干、インク流れ落ちている
×：ほとんどのインクが流れ出した
【００６３】
・インク乾燥性
黒色のベタ印刷パターンを上記インクジェットプリンターでベタ印刷した後、ベタ部を指でこすり、乾燥に要するまでの時間を測定した。以下の評価が○、△であれば実用上問題なく使用できる。
○：乾燥に要する時間が５秒未満であった
△：乾燥に要する時間が５秒以上を超え、１０秒以下であった
×：乾燥に要する時間が１０秒を超えた
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
本発明に相当する実施例１〜７において得られた記録用紙１〜７は、高い白色度を有し、印刷機の走行性、インクジェット印刷性能（インク乾燥性、耐フェザーリング性、耐水性）いずれも良好であった。
【００６７】
一方、基紙に内添するアルケニル無水コハク酸の配合量が少なく、ステキヒトサイズ度が１０秒未満となった比較例１は、耐フェザーリング性が大きく悪化し、逆に基紙に内添するアルケニル無水コハク酸の配合量が多すぎ、ステキヒトサイズ度が２５秒を超えた比較例２は、インク乾燥性が大きく悪化した。
【００６８】
また、アルケニル無水コハク酸の代わりにアルキルケテンダイマーを同量配合した比較例３は、紙滑りが発生し、印刷機走行性が低下した。アルケニル無水コハク酸の代わりに中性ロジンを同量配合した比較例４は、耐フェザーリング性が大きく悪化した。
【００６９】
蛍光染料を無配とした比較例５は、白色度が大きく低下し、インクジェット印刷性能を付与するために必要なカチオン性樹脂を無配とした比較例６は、耐フェザーリング性、耐水性が悪化した。
【００７０】
比較例７は基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムが少なすぎるため、耐フェザーリング性、インク乾燥性が大きく悪化した。逆に、比較例８は基紙に内添するロゼッタ型軽質炭酸カルシウムが多すぎるため、粉落ちが発生した。また耐フェザーリング性が大きく悪化した。また、比較例９はロゼッタ型軽質炭酸カルシウムの代わりに紡錘状軽質炭酸カルシウムを配合したため、インク乾燥性が大きく悪化した。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ロゼッタ型軽質炭酸カルシウムの二次粒子形状の電子顕微鏡像の一例を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速インクジェットプリンターに使用するインクジェット記録用紙であって、パルプ、填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム、および内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有する基紙に、カチオン性樹脂とアニオン性蛍光染料、及び結着剤を含有し、かつ顔料を含まない塗工液を塗工してなり、ステキヒトサイズ度が１０〜２５秒かつＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定された灰分が１３％〜２５％である普通紙タイプのインクジェット記録用紙。
【請求項２】
前記カチオン性樹脂がポリアミンエピハロヒドリン系樹脂であり、前記アニオン性蛍光染料がスチルベン型蛍光染料である請求項１に記載のインクジェット用紙。
【請求項３】
前記カチオン性樹脂の分子量が１０，０００以下である請求項１又は２に記載されたインクジェット用紙。
【請求項４】
前記基紙に前記塗工液をトランスファーロールコーターで塗工してなる請求項１〜３のいずれかに記載されたインクジェット用紙。
【請求項１】
高速インクジェットプリンターに使用するインクジェット記録用紙であって、パルプ、填料としてロゼッタ型軽質炭酸カルシウム、および内添サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸を含有する基紙に、カチオン性樹脂とアニオン性蛍光染料、及び結着剤を含有し、かつ顔料を含まない塗工液を塗工してなり、ステキヒトサイズ度が１０〜２５秒かつＪＩＳ−Ｐ８２５１に規定された灰分が１３％〜２５％である普通紙タイプのインクジェット記録用紙。
【請求項２】
前記カチオン性樹脂がポリアミンエピハロヒドリン系樹脂であり、前記アニオン性蛍光染料がスチルベン型蛍光染料である請求項１に記載のインクジェット用紙。
【請求項３】
前記カチオン性樹脂の分子量が１０，０００以下である請求項１又は２に記載されたインクジェット用紙。
【請求項４】
前記基紙に前記塗工液をトランスファーロールコーターで塗工してなる請求項１〜３のいずれかに記載されたインクジェット用紙。
【図１】
【公開番号】特開２００９−７３０５９（Ｐ２００９−７３０５９Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４４４４０（Ｐ２００７−２４４４４０）
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００１８３４８４）日本製紙株式会社 (981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００１８３４８４）日本製紙株式会社 (981)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]