JP2004175052A

JP2004175052A - インクジェット被記録媒体、インクジェット画像形成方法及び印画物

Info

Publication number: JP2004175052A
Application number: JP2002346694A
Authority: JP
Inventors: Satoru Shinohara; 悟篠原; Masanobu Hida; 正信肥田; Yuukenshi Nagano; 裕見子永野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-24
Also published as: US7563493B2; WO2004050378A1; EP1566279A1; KR20050084766A; CN1692024A; US20050078162A1; EP1566279B1; CN100351082C; US20070190271A1; DE60323127D1; EP1566279A4

Abstract

【課題】印画紙表面にラミネート処理を行った際の種々の画像保存性（画像耐光性、高温高湿下での耐滲み、耐室内変褪色性等）に優れているインクジェット被記録媒体を提供する。
【解決手段】基材１の片面にインク受容層２を有するインクジェット被記録媒体において、基材１として、インクジェットインクに配合されている溶媒成分を吸収し、保持する能力を有するものを使用し、且つ基材１の他面に酸素低透過性樹脂層（好ましくは、温度２０℃、相対湿度９０％の環境下における酸素透過率が１０ｃｃ／（ｍ^２・Ｄ・ａｔｍ）以下）を設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット被記録媒体、それを用いるインクジェット画像形成方法、並びにその画像形成方法により得られた印画物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ等により作成した画像情報や文字コード情報を、紙やＯＨＰフィルム等の被記録媒体に出力させる方法の一つとして、水溶性染料を含有するインクを、プリンタの記録ノズルから被記録媒体の表面に対し電界、熱、圧力等を駆動源として吐出させて画像形成を行うインクジェット記録方式が挙げられる。
【０００３】
インクジェット記録方式で用いられているインクジェット記録用被記録媒体としては、基材の片面にインクジェットインクを受容するインク受容層が形成されたものが用いられている。ここで、基材としては、紙が長年用いられてきたが、近年、銀塩写真調の被記録媒体が求められているために、表面平滑性が高く、耐水性の良好なポリエステルフィルム等の樹脂フィルム基材、紙の両面にポリオレフィン樹脂等をコートした樹脂コート紙等が用いられるようになってきている。また、インク受容層としては、インクの吸収が早く印字ドットが重なった場合においてもインクが流れ出したり滲んだりしないようにするために、アルミナ水和物微粒子やシリカ微粒子等の充填剤をポリビニルアルコール等のバインダ樹脂に分散させたものを成膜した空隙構造を有するインク受容層が挙げられる。
【０００４】
ところで、昇華熱転写方式においては、画像が形成された染料受容層上に熱可塑性透明樹脂からなる画像保護層を設け、それにより画像の耐光性や耐室内変褪色性を向上させることが従来より行われているが、インクジェット記録方式においても、このような画像保護層をインク画像が形成されたインク受容層上に設けることが試みられている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２５２９８５号公報（請求項１，段落０００１等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、昇華熱転写方式の場合と同様に、インクジェット記録方式で画像が形成されたインク受容層に画像保護層を設けた場合、画像の耐光性の低下や、保存後のインク滲みの増加等の問題が生じることがあった。この問題は、基材として非吸水性基材（例：ＲＣ紙基材、ＰＥＴ基材等）を使用した場合に特に顕著であった。また、基材として吸水性の紙基材を使用した場合には、非吸水性基材を使用した場合に比べ、画像の耐光性の低下や、保存後のインク滲みの発生の度合いは低いが、画像の室内変褪色改善効果が不十分となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、インクジェット被記録媒体に対し、インクジェット記録を行い、画像が形成されたインク受容層上に画像保護層を設けた場合に、種々の画像保存性（画像耐光性、高温高湿下での耐にじみ、耐室内変褪色性等）に優れたインクジェット被記録媒体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、インクジェット記録方式で画像が形成されたインク受容層に画像保護層を設けた場合に、画像耐光性の低下や保存後のインク滲みの増加等が生じる原因を究明すべく研究したところ、インクジェット被記録媒体のインク受容層にインクジェットインクのインク溶媒（主に、含水系溶媒）が残留する点にあることを見出した。例えば、インクジェット被記録媒体の基材として特に非吸水性基材（例：ＲＣペーパー、ＰＥＴ等）を使用した場合、画像保護層積層後にインク受容層内に残留したインク溶媒は、その逃げ場を失い、インク受容層内に残留し続けるため、画像耐光性を劣化させ、高温高湿下で画像滲みを発生させるのである。一方、基材として、インクジェット被記録媒体の裏面を通して外気と連通する構成にした場合には、画像保護層積層後のインク受容層内に残留したインク溶媒は、基材を通してその裏面より揮発することができるため、非吸水性基材を使用した場合と比較して画像耐光性の低下や画像滲み発生は抑制できるものの、画像の室内変褪色改善効果が非吸水性基材を使用した場合に比べ低下する。これは、インクジェット被記録媒体の表面側（インク受容層側）からの外気接触は画像保護層の形成により遮断されるので、こちらの面からの色素劣化は抑制されるものの、印画紙下層側を外気と連通する構成としているため、外気に含まれる種々の酸化性ガスやオゾン等が裏面を通じてインク受容層に達し、画像を構成している色素を劣化させるからである。
【０００９】
本発明者らは、以上説明した知見に基づき、▲１▼基材の片面にインク受容層が形成されてなるインクジェット被記録媒体の当該基材として、インク受容層に残留するインク溶媒を吸収し保持する機能を有するもの（換言すれば、ある程度以上の液体吸収容積を示すもの）を使用し、且つ▲２▼基材の他面に非常に低い酸素透過率を有する酸素低透過性樹脂層を設けることにより、インクジェット記録画像の保存性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、基材の片面にインク受容層を有するインクジェット被記録媒体において、該基材が、インク溶媒吸収能力を有し、具体的には、ＪａｐａｎＴＡＰＰＩ−Ｎｏ．５１−８７による液体吸収容積が０．５ｍｌ／ｍ^２以上であることが好ましく、且つ該インク受容層と相対する該基材の他面に、酸素低透過性樹脂層、好ましくは、温度２０℃、相対湿度９０％の環境下における酸素透過率が１０ｃｃ／（ｍ^２・Ｄ・ａｔｍ）以下の酸素低透過性樹脂層が設けられていることを特徴とするインクジェット被記録媒体を提供する。
【００１１】
また、本発明は、上述のインクジェット被記録媒体のインク受容層にインクジェット画像を形成し、インクジェット画像が形成されたインク受容層表面上に、熱可塑性樹脂を主体とする画像保護層を積層することを特徴とするインクジェット画像形成方法、及びその形成方法により得られた印画物を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェット記録用被記録媒体は、図１に示すように、基材１の片面にインク受容層２が形成され、他面に酸素低透過性樹脂層３が形成され、必要により、基材１とインク受容層２との間には、本発明の効果を損なわない範囲でそれらの間の密着強度を向上させるために接着層（図示せず）が設けられている構成を有する。ここで、基材１としては、インク受容層２に残留するインク溶媒を吸収し保持する機能を有するものが使用される。従って、本発明のインクジェット被記録媒体は、インク受容層２に対してインクジェット記録が行われた際に、インク受容層２に残留するインク溶媒を基材１に吸収し保持することができるので、インク受容層２内にインク溶媒が残留し続けることによる画像耐光性を劣化や高温高湿下での画像滲みの発生を抑制することができる。しかも、本発明のインクジェット被記録媒体は、基材１の裏面（インク受容層２の反対面）に酸素低透過性樹脂層３が形成されているので、裏面からの外気の連通を防止することができる。
【００１３】
本発明のインクジェット被記録媒体における基材１としては、前述したとおり、インク受容層２に残留するインク溶媒を吸収し保持する能力を有するものであるが、具体的には、ＪａｐａｎＴＡＰＰＩ−Ｎｏ．５１−８７による液体吸収容積が０．５ｍｌ／ｍ^２以上を示すものを使用する。
【００１４】
このような基材１としては、紙基材や多孔質樹脂基材が挙げられる。
【００１５】
ここで、紙基材としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ等の化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰ等の機械パルプ、ＤＩＰ等の古紙パルプ等の木材パルプと従来公知の顔料を主成分として、バインダ及びサイズ剤や定着剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤等の各種添加剤を１種以上用いて混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤ抄紙機等の各種装置で製造された原紙、さらに原紙に、澱粉、ポリビニルアルコール等でのサイズプレスやアンカーコート層を設けた原紙や、それらの上にコート層を設けたアート紙、コート紙、キャストコート紙等の塗工紙が挙げられる。これらに対しては、平坦化をコントロールする目的で、マシンカレンダー、ＴＧカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー処理を施してもよい。
【００１６】
また、多孔質樹脂基材としては、従来より、インクジェット被記録媒体において用いられている多孔質樹脂基材と同様の構成のものを使用することができる（特開２００１−２５３１６６号公報）。
【００１７】
なお、多孔質樹脂基材の製造は、公知の方法、例えば、公知の種々のフィルム製造技術やそれらの組合技術が可能である。例えば、延伸による空孔発生を利用した延伸フィルム法や、圧延時に空孔を発生させる圧延法やカレンダー成形法、発泡剤を使用する発泡法、空孔含有粒子を使用する方法、溶剤抽出法、混合成分を溶解抽出する方法などが挙げられる（特開２００１−１３９７１０号公報、段落００４７）。
【００１８】
ところで、基材１のインク溶媒の吸収・保持能は、主として基材中に存在する空孔（もしくは空隙）によるものであるが、本発明においては、そのような基材１の空孔（もしくは空隙）がインク受容層２に形成された細孔の径よりも過度に大きくならないようにすることにより、基材１へのインク溶媒の浸透を妨げないようにするのが好ましい。
【００１９】
また、本発明に使用する基材１のインク溶媒の浸透性に関し、基材１の厚さ方向においてインク受容層２に近い側と遠い側とで相違させ、しかも、インク受容層２より遠い側の基材１のインク溶媒浸透性がインク受容層２に近い側のインク溶媒浸透性よりも大きくなるようにすることが好ましい。
【００２０】
ここで、基材１に、その厚さ方向で異なる溶媒浸透性を持たせるためには、例えばインク受容層２に近い側から遠い側に行くに従って基材１中の空孔径サイズを小さくすることにより、基材１のインク受容層２より遠い側の毛細管力を高めるような構成にしたり、基材１のインク受容層２より遠い側のインク溶媒吸収容量を高めておくような構成にすればよい。基材１のインク受容層２より遠い側のインク溶媒吸収・浸透性をより大きくしておくことで、基材１に吸収されたインク溶媒は安定して基材１内に保持される。基材１のインク受容層２より遠い側のインク溶媒浸透性及び溶媒吸収性をより高くすることで、いったん基材１のインク受容層２より遠い側に移動・吸収されたインク溶媒が再びインク受容層２側に逆戻りしにくい構成となる。これによりインク溶媒が基材１のインク受容層２より遠い側に保持され、インク受容層２内部に残留するインク溶媒の量を低減することができる。
【００２１】
このように、基材１のインク受容層２より遠い側により多くのインク溶媒が吸収・保持されるようにするには、例えば、基材１を複数の紙基材を貼り合せて構成する場合、それぞれの層の物性（例えばステキヒトサイズ度、空隙率、繊維長等）に差をつけて各層の浸透性に勾配をつけ、基材１のインク受容層２より遠い側がより多くのインク溶媒を吸収・保持できるような構成にすればよい。紙基材の空隙率を変えるには、例えば、特開平７−２０５５４３号公報に記載の発泡性マイクロカプセルを用いる方法等を利用し、抄紙時に発泡性マイクロカプセルの添加量を変化させる等の手法を用いることができる。また、基材１を複数の多孔質樹脂基材を貼り合せて構成する場合、多孔質樹脂基材の前述した製造条件を変化させることにより空孔径・空隙率を変化させ、それらを積層することにより、基材１のインク受容層２より遠い側により多くのインク溶媒を吸収・保持できるような構成とすればよい。
【００２２】
本発明において、酸素低透過性樹脂層３は、温度２０℃、相対湿度９０％の環境下における酸素透過率が１０ｃｃ／（ｍ^２・Ｄ・ａｔｍ）以下となる樹脂層であり、例えば、ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル酸系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選ばれる１種又は２種以上から選択された樹脂を、目的とする酸素透過率を示す厚みに公知の手法により成膜したものである。具体的には、ポリオレフィン系樹脂被覆紙は、走行する原紙上に加熱溶融したポリオレフィン系樹脂を流延する溶融押出塗工法やポリオレフィン系樹脂エマルジョンを塗工、乾燥するエマルジョン塗工法等により製造できる。ここで、ポリオレフィン系樹脂と原紙の接着性を向上させるために、原紙にコロナ放電処理、火炎処理及びアンカー層塗工等の表面活性化処理を施すことが好ましい。ポリオレフィン樹脂としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン等の単独重合物や共重合物を用いることができる。
【００２３】
酸素低透過性樹脂層３には、必要に応じて、顔料、染料、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、接着剤及び硬化剤等の各種添加剤を配合することができる。
【００２４】
本発明において、インク受容層２として、従来のインクジェット被記録媒体のインク受容層と同じ構成とすることができる。例えば、シリカ微粒子やアルミナ微粒子などの充填剤をポリビニルアルコール等の水溶性バインダ中に分散させて得た塗料を、基材１上に公知の塗工方法により塗工し乾燥することにより形成される多孔性のインク受容層が挙げられる。
【００２５】
インク受容層２に対しては、その表面に光沢を付与するためにキャスト処理を施すことができる。
【００２６】
なお、基材１とインク受容層２との間に接着層を設ける場合、そのような接着層としては分散液が、スチレン−ブタジエン系ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン系ラテックス、アクリル系ラテックスまたは酢酸ビニル系ラテックス等の分散液からなる接着剤等を使用することができる。
【００２７】
なお、インク受容層２と反対側の基材１の面に、紙等を積層して印画紙裏面に筆記性を持たせた構成としてもよい。各層の積層には、接着剤による貼着、ホットメルト等、任意の公知の方法が使用できる。
【００２８】
以上、説明した本発明のインクジェット被記録媒体に対しては、そのインク受容層に常法によりインクジェット画像を形成し、そのインクジェット画像が形成されたインク受容層表面上に、熱可塑性樹脂を主体とする画像保護層を積層するインクジェット画像形成方法を好ましく適用することができる。そのような画像保護層の積層は、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の耐熱基材に熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂粒子含有層を少なくとも一層積層し、この積層された面をインク受容層と対向させ、熱ローラや、サーマルヘッド等を使用して耐熱基材の熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂粒子含有層の反対側の面から加熱し、インク受容層に熱転写することにより行うことができる。このとき、画像保護層を複数の層からなる構成とし、インク受容層表面と接する層の接着性を高めるため、ガラス転移温度を低く設定しておくことが好ましい。
【００２９】
以上説明したようにインクジェット画像形成方法により得られる印画物は、画像保存性（画像耐光性、高温高湿下での耐滲み、耐室内変褪色性等）に優れたもとなる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００３１】
実施例１
表面がカレンダー処理され、厚み約１００μｍのコート紙（ＪａｐａｎＴＡＰＰＩ−Ｎｏ．５１−８７による液体吸収容積＝約０．５ｍｌ／ｍ^２）の裏面に、厚さ約１５μｍのポリエチレンを被覆して酸素低透過性樹脂層（温度２０℃、相対湿度９０％の環境下における酸素透過率＝約１０ｃｃ／（ｍ^２・Ｄ・ａｔｍ））を設け、基材を作成した。
【００３２】
次に、酸素低透過性樹脂層が設けられた面と反対側の基材表面をカレンダー処理し、その表面に表１のインク受容層形成用塗料を気相法シリカが９重量％の固形分濃度になるように調製し、乾燥厚で３５μｍとなるように塗工し乾燥することによりインク受容層を形成した。これによりインクジェット被記録媒体を得た。
【００３３】
【表１】

【００３４】
実施例２
平均空孔径２０〜３０μｍ、厚さ約１００μｍの発泡ＰＥＴ（ＪａｐａｎＴＡＰＰＩ−Ｎｏ．５１−８７による液体吸収容積＝約０．５ｍｌ／ｍ^２）の裏面に、厚さ約１５μｍのポリエチレンを被覆して酸素低透過性樹脂層（温度２０℃、相対湿度９０％の環境下における酸素透過率＝約１０ｃｃ／（ｍ^２・Ｄ・ａｔｍ））を設けることにより基材を作成した以外、実施例１と同様にインク受容層を形成し、インクジェット被記録媒体を得た。
【００３５】
比較例１
樹脂被覆層厚さ約５０μｍで全体厚さ約１５０μｍの片面樹脂コート紙（ＪａｐａｎＴＡＰＰＩ−Ｎｏ．５１−８７による液体吸収容積＝ほぼ０ｍｌ／ｍ^２）を基材とした。この樹脂被覆層の温度２０℃、相対湿度９０％の環境下における酸素透過率は、ほぼ０ｃｃ／（ｍ^２・Ｄ・ａｔｍ）であった。
【００３６】
この基材の樹脂被覆層が設けられていない表面に、実施例１と同様にインク受容層を形成し、インクジェット被記録媒体を得た。
【００３７】
比較例２
コート紙に酸素低透過性樹脂層を設けない以外は、実施例１と同様にインク受容層を形成し、インクジェット被記録媒体を得た。
【００３８】
（評価）
実施例及び比較例で作製したインクジェット被記録媒体のインク受容層に対し、インクジェットプリンター（ＰＭ−９５０Ｃ、セイコーエプソン製）でマゼンタ、およびシアンインクの単色階調を含む画像を印画した。
【００３９】
次に、厚さ３０μｍのＰＥＴ基材の片面に、分子構造中に紫外線吸収残基を有する熱可塑性（メタ）アクリル酸系樹脂を厚さ約５０μｍとなるように成膜することにより、ＰＥＴ基材の片面に画像保護層が設けられた画像保護シートを作製した。
【００４０】
得られた画像保護シートと印画画像が形成されたインクジェット被記録媒体とを、画像保護シートの画像保護層とインクジェット被記録媒体のインク受容層とが対向するように積層し、得られた積層体を、画像保護シート側に配された１４０℃に加熱された直径８０ｍｍスチールロールと、インクジェット被記録媒体側に配された１４０℃に加熱された直径５０ｍｍゴムロールとの間を、ニップ荷重１２０Ｎ、送り速度１０ｍｍ／ｓｅｃという条件で加熱圧着した。それらのロールを通過した直後に、画像保護シートのＰＥＴ基材を剥離することにより、インクジェット被記録媒体のインク受容層に画像保護層を転着させ、印画物を得た。
【００４１】
得られた印画物について、以下に説明するように「画像耐光性」、「画像滲み」及び「室内変褪色性」について評価した。得られた結果を表２に示す。
【００４２】
画像耐光性
画像保護層が設けられる前（ラミネート前）の印画物と設けられた後（ラミネート後）の印画物に対し、それぞれアトラス耐光性試験機で光を６０時間照射し（積算照射量９０ＫＪ／ｍ^２）、印画物のマゼンタ印画部（光学濃度ＯＤ＝１付近）の残存率（＝照射後ＯＤ／照射前ＯＤ（％））を測定した。ラミネート前の印画物の残存率の数値よりも、ラミネート後の印画物の残存率の数値が大きい程、画像耐光性が優れていることを示している。
【００４３】
画像滲み
ラミネート前の印画物とラミネート後の印画物を、温度３０℃、湿度９５％ＲＨの環境下に４日間保存した後、ラミネート前の印画物の印画部の滲みの程度に対する、ラミネート後の印画物の印画部の滲みの程度の変化を目視で評価した。この場合、滲みが減少することが好ましい。
【００４４】
室内変褪色性（耐オゾン性）
ラミネート前の印画物とラミネート後の印画物を、オゾン濃度０．５ｐｐｍの雰囲気中に２４時間暴露し、シアン印画部の残存率（＝暴露後ＯＤ／暴露前ＯＤ（％））を測定した。ラミネート前の印画物の残存率の数値よりも、ラミネート後の印画物の残存率の数値が大きい程、室内変褪色性が優れていることを示している。
【００４５】
【表２】

【００４６】
表２の結果からわかるように、基材として、インクジェットインクのインク溶媒成分を吸収し、保持する能力を有するものを使用し、且つ酸素低透過性樹脂層を設けた実施例１及び２のインクジェット被記録媒体は、「画像耐光性」、「画像滲み」及び「室内変褪色性」の各評価項目のいずれにも優れた結果を示した。
【００４７】
一方、基材として、インクジェットインクに配合されている溶媒成分を吸収し、保持する能力を実質的に持たないものを使用した比較例１のインクジェット被記録媒体は、「画像耐光性」及び「画像滲み」の評価項目については好ましくない結果を示した。また、基材として、インクジェットインクに配合されている溶媒成分を吸収し、保持する能力を有するものを使用しているが、酸素低透過性樹脂層を設けていないものを使用した比較例２のインクジェット被記録媒体は、「室内変褪色性」については実施例１及び２の場合に比べ、改善効果が十分でないことが分かる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のインクジェット被記録媒体は、インク受容層と接している基材として、インク受容層から移行してきた残留インク溶媒を吸収・保持する機能を有しているので、インク受容層中の残留インク溶媒に起因する画像耐光性の低下や高温高湿下での画像滲みの発生を抑制できる。しかも、基材の裏面に酸素低透過性樹脂層が設けられているので、外気に含まれている各種酸化性ガスによる印画物の室内変褪色現象を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット被記録媒体の断面図である。
【符号の説明】
１基材、２インク受容層、３酸素低透過性樹脂層

Claims

基材の片面にインク受容層を有するインクジェット被記録媒体において、該基材がインク溶媒吸収能力を有し、且つ該インク受容層と相対する該基材の他面に、酸素低透過性樹脂層が設けられていることを特徴とするインクジェット被記録媒体。
該基材が、紙基材又は多孔質樹脂基材である請求項１記載のインクジェット被記録媒体。
請求項１又は２のインクジェット被記録媒体のインク受容層にインクジェット画像を形成し、インクジェット画像が形成されたインク受容層表面上に、熱可塑性樹脂を主体とする画像保護層を積層することを特徴とするインクジェット画像形成方法。
請求項３の画像形成方法により得られた印画物。