CN100575111C - 喷墨记录介质 - Google Patents
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Abstract
一种喷墨记录介质,所述喷墨记录介质包含基底和在所述基底上的至少一个墨接受层,其中所述墨接受层在记录之后具有图像清晰度值的总和等于或大于130(当通过0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm和2.0mm的光梳测量时),并且规则反射强度等于或大于30的特性,从而可以记录具有高光泽度和照片感觉的高质量图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷墨记录介质,并且更具体而言,涉及一种适于记录具有高光泽度和照片感觉(例如,用于喷墨打印机的照片蜡光纸)的高质量图像的喷墨记录介质。
背景技术
出于可以在各种记录材料上进行记录,硬件(设备)较廉价而紧凑并且在无噪声方面是优良的观点,喷墨记录方法应用广泛。随着最近高分辨率喷墨打印机、硬件(设备)和各种喷墨记录介质的发展,所谓″照片式″高质量图像已经变得可能。
作为喷墨记录介质,出于提高照片感觉的观点,需要具有高光泽度和色饱和度以及良好的吸墨性的记录材料。为了满足这些特性,平均初级颗粒直径等于或小于50nm的超细颗粒是适合的,并且,例如,优选使用气相法二氧化硅或氧化铝溶胶。作为这种介质的具体实例,通过用包含例如二氧化硅的含硅颜料和水性粘合剂一起涂布纸载体得到的记录材料是已知的(参见,例如,日本专利申请公开(JP-A)55-51583、56-157、57-107879、57-107880、59-230787、62-160277、62-184879、62-183382和64-11877)。
作为被赋予光泽度的喷墨记录材料,提出了通过其中使包含粘合剂、颜料和非离子表面活性剂的溶液流延的方法得到的记录材料(参见,例如,JP-A 2-113986),和通过其中使用包含阳离子聚合物电解质的水溶液处理最外面的表面,然后使胶体二氧化硅流延的方法得到的记录材料(参见,例如,JP-A 2-274587)。
而且,通常使用纸作为构成上述记录材料的载体,其中使纸本身具有作为吸墨层的功能。
然而,近年来,需要质地与银盐照片印刷纸相似的相片式记录材料。因为使用纸载体的记录材料在记录之后具有涉及例如光泽度、质地、耐水性和起皱(皱褶或波纹)的问题,所以广泛使用通过将聚烯烃树脂如聚乙烯层压在纸的两侧上得到的树脂层压纸(聚烯烃树脂涂布纸)(参见,例如,JP-A 13-270232、13-96898、13-63205、12-351270和12-522649)。
如上所述的聚烯烃树脂涂布纸通常用作银盐照片印刷纸,并且与由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜代表的合成膜相比,最适合制备特别在触觉和强度方面具有照片感觉的记录介质。
另一方面,平均初级颗粒直径等于或小于50nm的超细颗粒的分散液的分散稳定性差,从而导致这些细颗粒趋向于凝聚的问题。因此,在使用这种超细颗粒的分散液制备用于形成构成喷墨记录介质的墨接受层的涂布溶液的情况下,由于不稳定的分散,这些细颗粒趋向于凝聚,从而导致收缩和条纹状涂布缺陷的产生并且降低吸墨性。
当使用作为超细颗粒的二氧化硅微粒制备二氧化硅分散液时,通常将这些二氧化硅微粒首先分散(预混合或预分散)于分散介质(水、有机溶剂或这些材料的混合物)中以形成二氧化硅微粒浆液,然后使用分散机如辗砂机、球磨机或砂磨机将这种二氧化硅微粒浆液二次分散。然而,使用分散机如球磨机或砂磨机制备的二氧化硅分散液的颗粒尺寸大,并且所述分散液还是较不透明的。因此,使用这种分散液的喷墨记录介质不能得到足够令人满意的光泽度。
与上述相关地,公开了通过提高构成喷墨记录介质的载体和墨接受层的平滑度提高光泽度和图像清晰度的技术(参见,例如,JP-A 2004-284148、2004-249708、2004-195781和8-11423)。长久以来光泽度被认为是光泽的量度,并且当前使用图像清晰度作为用于测定光泽感的指标。
发明内容
本发明将要解决的问题
就作为如上所述允许记录相片式图像的记录材料而言,优选聚烯烃树脂涂布纸。然而,例如只使用在接受喷墨记录墨的墨接受层中所用的树脂或微粒化的颗粒的纸涂层不能总是构成高光泽介质。
具体而言,当用作底基的纸本身在成型方面差时,即,当在纸张定量的分布中存在小的离散时,在纸纤维之间的孔隙尺寸存在差别,结果是当将墨接受层设置在涂布有热塑性树脂的树脂涂布纸上以制备喷墨记录介质时,由于孔隙尺寸的差别的影响,得到的介质在表面状态和感觉方面大大劣化。而且,当可分散性因为例如构成墨接受层的微粒(例如,二氧化硅微粒)的直径更大并且分散不均匀(凝聚)而不足时,还导致光泽度的降低。因此,通过迄今为止研发的技术通常难以得到具有照片感觉,特别是高光泽度的材料的质量。
而且,光泽感被认为是支持类似相片的图像质量(图像质量)的要素之一。对于光泽,已经使用通过量化所观察到的光的反射强度和图像可见度(在本发明中也称为通过量化图像的变形得到的图像清晰度)得到的光泽度作为上述标准。对于图像可见度,只采用使用在ISO中规定的2.0mm的光梳(optical comb)测量的值。已经发现尽管这些特性用来表示一部分光泽感,但是通过测量显示的光泽感并不总是与观察者实际感觉到的光泽感一致。
当在具有较高频率的部分的图像的可见度(图像清晰度)劣化时,即使如上所述,使用低频率2.0mm的光梳测量的值很大,以致于所述图像的大的变形显示为好(即,良好的图像可见度),整个图像的可见度也被削弱。反之亦然。具体而言,当在图像中存在变形和应变时,即使光泽度高,图像的质量也被削弱,并且不能总是获得高光泽感。
解决问题的方法
已经发现,为了提高光泽感,重要的是与在通用方法的情况下相比,更定量表示光泽感,并且不但考虑规则反射强度(regular reflection strength)和使用在规定的频率的光梳测量的图像可见度(图像清晰度),而且考虑使用在包括主频率范围的宽频率范围的光梳测量的值(图像可见度)的总和,即总图像可见度。本发明是通过这些发现实现的。
在本发明中所谓的光泽感基于下列事实:当基于观察者的官能评价使用光梳(0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm和2.0mm)测量的每一个图像清晰度的总和(每一个值(图像可见度)的总和)和通过测角光度计测量的规则反射强度分别超过固定值时,图像的光泽感优良。
实现上述主题的具体方式如下。
<1>一种喷墨记录介质,所述喷墨记录介质包含基底和在所述基底上的至少一个墨接受层,其中所述墨接受层在记录之后具有下列特性:图像清晰度值的总和等于或大于130(当通过0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm和2.0mm的光梳测量时),并且规则反射强度等于或大于30。
<2>上述<1>的喷墨记录介质,其中上述图像清晰度值的总和等于或大于150。
<3>上述<1>或<2>的喷墨记录介质,其中上述规则反射强度等于或大于40。
在上述<1>至<3>之间的关系中,提高构成载体的所述基底(特别是基纸(base paper))的平滑度并且提高在所述墨接受层中的微粒的可分散性都是重要的,并且这些提高的详情如下。
<4>上述<1>至<3>中任一项的喷墨记录介质,其中所述基底是由纸制成的基纸,所述基纸在造纸阶段中或者在造纸后经过了砑光处理。
<5>上述<1>至<4>中任一项的喷墨记录介质,其中上述基底是由纸制成的基纸,所述基纸具有0.7至1.2g/m2的密度。
<6>上述<1>至<5>中任一项的喷墨记录介质,其中上述基纸在其上形成上述墨接受层的一侧的至少一部分上涂布有聚烯烃树脂。
<7>上述<6>的喷墨记录介质,其中上述聚烯烃树脂的层厚度为20至60μm。
<8>上述<6>或<7>的喷墨记录介质,其中上述聚烯烃树脂是聚乙烯、聚丙烯或乙烯和乙烯醇的共聚物。
<9>上述<1>至<8>中任一项的喷墨记录介质,其中上述基底至少在其上形成上述墨接受层的一侧的中心平均粗糙度SRa在截频(cutoff)为0.05至0.5mm的条件下测量时等于或小于0.70μm,并且在截频为1至3mm的条件下测量时等于或小于0.80μm。
<10>上述<1>至<9>中任一项的喷墨记录介质,其中上述墨接受层包含无机微粒或有机微粒。
<11>上述<10>的喷墨记录介质,其中在所述墨接受层中的上述无机微粒或有机微粒的固含量等于或大于50质量%。
<12>上述<10>和<11>中任一项的喷墨记录介质,其中上述墨接受层包含无机微粒。
<13>上述<10>至<12>中任一项的喷墨记录介质,其中所述无机微粒是二氧化硅微粒、胶体二氧化硅、氧化铝微粒或假勃姆石。
<14>上述<1>至<13>中任一项的喷墨记录介质,其中使用包含无机微粒并且通过超声分散机或高压分散机形成的分散液形成上述墨接受层。
<15>上述<1>至<14>中任一项的喷墨记录介质,其中上述墨接受层具有20至40μm的层厚度。
<16>上述<1>至<15>中任一项的喷墨记录介质,其中上述墨接受层包含水溶性树脂。
<17>上述<1>至<16>中任一项的喷墨记录介质,其中上述水溶性树脂是含有作为亲水结构单元的羟基的树脂。
<18>上述<1>至<17>中任一项的喷墨记录介质,其中上述含有作为亲水结构单元的羟基的树脂是聚乙烯醇型树脂。
<19>上述<1>至<18>中任一项的喷墨记录介质,其中上述墨接受层包含硼化合物作为用于亲水性树脂的交联剂。
<20>上述<1>至<19>中任一项的喷墨记录介质,其中上述墨接受层包含媒染剂。
发明效果
本发明可以提供一种喷墨记录介质,所述喷墨记录介质确保可以记录具有良好的光泽感和照片感觉的高质量图像。
实施本发明的最佳方式
将详细说明本发明的喷墨记录介质。
本发明的喷墨记录介质包含基底(特别是基纸)和在所述基底上的至少一个墨接受层,并且被设计成具有能够形成具有类似相片的光泽感的高质量图像的结构。
将构成本发明的喷墨记录介质的墨接受层构造为在记录图像之后满足下列光泽感的要求:图像清晰度值(当使用光梳(0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm和2.0mm)时的每一个值(图像可见度))的总和等于或大于130并且规则反射强度等于或大于30。
图像清晰度值和规则反射强度是表示光泽的标准,并且当这些标准分别具有高的值时,对高光泽有贡献。特别是在本发明中,不是将上述图像清晰度值定义成只使用在规定的频率范围内的光梳(例如,2.0mm光梳)测量的值,而是定义成使用频率在包括主频率范围的低频率至高频率的范围内的光梳测量的值(图像可见度)的总和,即,表示总图像可见度,并且还使墨接受层具有满足规定的图像清晰度值和规则反射强度的结构,由此可以获得具有光泽感和照片感觉,即观察者感觉良好的图像。
在本发明中,使上述图像清晰度值的总和,具体而言,使用光梳(0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm和2.0mm)测量的每一个值(图像可见度)的总和,等于或大于130。当将图像清晰度值认为是在如上所述的宽频率范围中的多个值的总和时,如果该总和小于130,则即使规则反射强度(将稍后说明)等于或大于30,也未必能够获得提高到观察者感觉良好的程度的光泽感。
尽管优选更高,但是上述图像清晰度值的总和优选等于或大于150,并且更优选等于或大于170。上限是例如约420,但是对它没有限制。
根据本发明的图像清晰度值的总和是根据在JIS H8686-2中规定的图像清晰度值测试方法(the Image Clarity Value Test Method),使用2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm和0.125mm的梳子,通过图像清晰度值测量仪(商品名:ICM-1,由Suga Test Instrument Co.,Ltd.生产)测量的每一个值(%;图像清晰度值C)的总和(=在2.0mm的值C1+在1.0mm的值C2+在0.5mm的值C3+在0.25mm的值C4+在0.125mm的值C5)。
此时测量和分析的条件如下所述。对于每一把梳子,在通过喷墨记录墨记录的图像部分上打印的主扫描方向和副扫描方向上进行测量以由下列方程(a)得到图像清晰度值C,然后将对每一把梳子计算的图像清晰度值C求和以得到图像清晰度值的总和。
<测量和分析的条件>
·图像清晰度值C(%)={(M-m)/(M+m)}×100……方程(a)
其中M表示最大波高(wave height)并且m表示最小波高。
·测量方法:反射
·测量角:60°
在本发明中,使图像清晰度值的总和落入上述范围内,并且同时,将规则反射强度设计成等于或大于30。如果规则反射强度小于30,则即使上述图像清晰度值的总和落入130以上的范围,也未必能够获得提高到观察者感觉良好的程度的光泽感。
尽管上述规则反射强度优选更高,但是它优选等于或大于40。尽管没有上限,但是上限是例如约95。
根据本发明的规则反射强度是反射强度的峰值,通过在45°的入射角和30°至60°的光接收角使用光泽度测量仪(商品名:THREE-DIMENTIONAL AUTO-GONIOPHOTOMETER GP-200,由MurakamiColor Research Laboratory生产),在下列测量条件下测量变形而得到。
<测量条件>
·分辨率:0.1°
·入射光的光阑(光圈):10mm×10mm
·受光侧的光阑尺寸:4.5mmφ
·校准方法:黑色标准板(折射率:1.518)
在上述说明中,根据本发明的图像清晰度值的总和和规则反射强度都不是在记录之前的特性,但是在记录图像之后,两者各自落入上述范围是必需的。作为用于测量图像清晰度值的总和和规则反射强度的试样,使用通过在特定记录条件下喷墨记录的纯黑色图像(black solid image)。
上述特定记录条件指使用打印机(商品名:G-800,由Seiko EpsonCorporation生产),并且在下列条件下进行记录。
·纸张设置:EPSON相纸
·图像质量设置:推荐设置<精细>
·纸张尺寸:L-号,具有页边
·图像数据:8位RGB数据,非压缩图像
·在图像中的数据:均匀的图像数据,R=0,G=0,B=0(值:十进制数值)
·图像尺寸,分辨率:5cm×5cm,720dpi
·在打印之前的湿度控制:23℃,50%RH,等于或大于6小时
·在打印之后,测量图像清晰度值和规则反射强度之前的干燥条件:在23℃、50%RH的条件下干燥24小时。
当本发明的喷墨记录介质由基纸构成时,将通过打浆需要的纸浆得到的纸浆理想料纸,特别是通过打浆制备的纸浆浆液进行造纸,从而得到基纸。用于造纸的造纸步骤包括通过将与其上通过涂敷涂布记录层的基纸表面对应的片幅(web)表面侧的干燥机帆布压在转鼓式干燥机圆筒上的干燥步骤。在该步骤中,可以通过将干燥机帆布的拉伸强度调节到1.5至3kg/cm的范围干燥基纸。
对上述纸浆不强加特别限制,并且可以从天然纸浆中适当地选择所述纸浆,所述天然纸浆选自LBKP(阔叶树漂白牛皮纸浆)如阔叶树,例如,山杨木、刺槐木、枫木、白杨木和桉树木、NBKP(针叶树漂白牛皮纸浆)如云杉木和花旗松木、LBSP、NBSP、LDP、NDP、LUKP和NUKP。除单独使用这些材料的情况以外,这些材料还可以两种或两种以上组合使用。
构成基纸的纸浆优选具有牛皮纸浆(枫木LBKP)的组成,所述牛皮纸浆由等于或大于30质量%,并且优选等于或大于50质量%的枫木组成。当在纸浆中的枫木LBKP的比例等于或大于30质量%时,提高载体的平滑度并且进一步提高光泽感。
对制备例如上述牛皮纸浆(LBKP)的方法不强加特别限制,可以广泛使用制备牛皮纸浆的普通方法。将牛皮纸浆打浆,使其保水性落入规定的范围,然后根据需要将施胶剂等加入到纸浆中以制备纸浆浆液。然后,将制备的纸浆浆液进行造纸。在将牛皮纸浆制成多种类型的混合物时,将一种牛皮纸浆打浆并且调节,并且还将其它纸浆打浆并且调节,然后混合成上述纸浆。
当造纸时,基于加拿大标准游离度(C.S.F)的规定,在打浆之后的LBKP的游离度优选为200至400ml。当游离度在上述范围内时,溶胀/收缩率小,并且获得良好的表面状态(表面平滑度)。游离度是根据在JIS-P-8121“Testmethod of the freeness of pulp”中的Canada Standard Model Test Method测量的值。
而且,在打浆之后的纸浆的保水性优选为100至200%。当构成纸浆理想料纸的打制浆在造纸之前的保水性落入上述范围时,所述纸浆的膨胀/收缩率小,从而获得具有高光泽和降低的不均匀性的表面特性。
基于在JAPAN TAPPI纸浆测试方法No.26:2000(纸浆-保水性测试方法)中描述的规定测量保水性。在这种方法中,通过离心除去在纸浆悬浮液中包含的水以测量在除去水之后的纸浆的保水性。具体而言,使用称为离心杯的适当的过滤容器,抽吸过滤打制的纸浆悬浮液,然后将纸浆剩余物注入到每一个容器的沉淀管中以将纸浆在固定条件下、在固定时间内离心。然后,将通过离心脱水的湿纸浆取出称重。然后,将通过离心脱水之后的湿纸浆在105℃下完全干燥成固体。然后,在离心脱水之后的湿纸浆的质量为″A″,并且在干燥成固体之后的纸浆的质量为″B″,通过下列方程计算保水性:
保水性(%)=(A-B)/B×100
作为所述纸浆,优选使用杂质减少的纸浆,并且使用通过漂白处理提高白度的纸浆(漂白的纸浆)是有益的。
在上述材料之中,就异物和色调而言,优选通过漂白处理提高白度的阔叶树漂白牛皮纸浆(漂白的LBKP)。在这些材料之中,特别优选由选自山杨木、刺槐木、枫木和白杨木中的至少一种构成的阔叶树漂白牛皮纸浆(漂白的LBKP)。这些漂白的LBKP可以优选单独或两种或两种以上组合使用,或者以一种或两种或更多种漂白LBKP和一种或两种或更多种上述其它纸浆的混合纸浆的形式使用。
在本发明的基纸中,具体而言,在用于制造基纸的纸浆理想料纸中的纸浆含量优选等于或大于60质量%,并且更优选等于或大于80质量%。
在造纸之前的纸浆纸理想料纸还可以包含阴离子胶体二氧化硅。具体而言,优选在加入阴离子胶体二氧化硅之后,通过造纸制造根据本发明的基纸。包含阴离子胶体二氧化硅不但可以提高脱水能力(即,起着游离度辅料的作用),而且对提高特别是锐度(sharpness),即剪裁性能(cutting aptitude)是有效的。
上述阴离子胶体二氧化硅的比表面积优选在100至1,000m2/g的范围内,并且平均颗粒直径优选在1至20nm的范围内。
当包含上述阴离子胶体二氧化硅时,出于提高上述剪裁性能和脱水性的目的,上述阴离子胶体二氧化硅的含量优选为0.005至0.5质量%,并且更优选为0.01至0.2质量%。
对于使用纸浆纸理想料纸造纸的造纸机不强加特别的限制,并且可以使用适当选自常规的已知造纸机中的合适一种。造纸机的实例可以包括配置有冲程等于或大于10mm的振动机的长网造纸机。优选具有水印辊的造纸机(例如,配置有由60至100根网线制成的水印辊的造纸机)。
根据本发明的基纸是包含普通天然纸浆作为主要组分的天然纸浆纸,并且可以将各种化学品加入到这种基纸中。这类添加剂的实例包括填充剂如粘土、滑石、碳酸钙和脲醛树脂微粒,施胶剂如松香、烷基烯酮二聚物、高级脂肪酸盐、石蜡和链烯基琥珀酸,纸强度增强剂如淀粉、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇,保水剂如聚乙二醇和固定剂如明矾块。除上所述添加剂以外,还可以加入染料、白色颜料如氧化钛、荧光染料、粘泥控制剂、消泡剂和软化剂如季铵。
可以使用涂膜形成聚合物如明胶、淀粉、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和变性聚乙烯醇,将由天然纸浆纸制成的基纸的表面进行表面上胶处理。变性聚乙烯醇的实例包括羧基改性的产物、硅烷醇改性的产物和聚乙烯醇和丙烯酰胺的共聚物。而且,当使用上述涂膜形成聚合物进行表面上胶处理时,优选将所用的涂膜形成聚合物的量调节至0.1至5.0g/m2,并且更优选调节至0.5至2.0g/m2。可以根据需要将抗静电剂、荧光漂白剂、颜料和消泡剂加入到上述涂膜形成聚合物中。
尽管基纸通常具有含量约为7.0质量%的水,但是考虑到基纸的成型,在根据本发明的基纸中的水含量优选为7.5至10质量%,并且更优选为8.0至10质量%。
而且,尽管对厚度没有特别限制,但是基纸的厚度优选为150至250μm。而且,基纸的纸张定量优选为150至250g/m2,并且特别优选为180至220g/m2。
考虑到需要平面度的情况如照相打印纸,根据本发明的基纸优选为具有优异的平滑度表面和平面度的基纸。出于这种观点,可以在造纸过程中或者在造纸之后,使用机器砑光或超级砑光将基纸进行砑光处理,从而将热和压力施加到基纸上,因此可能赋予基纸的较高水平的平滑度。
基纸的密度通常为0.7至1.2g/m2(JIS P-8118)。而且,在JISP-8125(2000)中规定的条件下,基纸的硬度优选对MD(垂直方向)为1.0至3.0mNm并且对CD(横向)为0.5至1.5mNm。
可以将表面施胶剂涂布到基纸的表面上。作为表面施胶剂,可以使用与可以加入到上述原纸(raw paper)中的那些相同的施胶剂。
而且,作为通过在JIS P-8113中规定的热水萃取法测量的值,基纸的pH优选为5至9。
通过控制基底(特别是基纸)的表面的中心平均粗糙度(SRa),可以将上述图像清晰度值的总和和规则反射强度分别调节至上述范围以提高基底(特别是基纸)的平滑度。
具体而言,使至少将要形成墨接受层的基底(特别是基纸)的表面(基底的一或两侧)的中心平均粗糙度(SRa)在截频为0.05至0.5mm的条件下测量时等于或小于0.70μm,并且在截频为1至3mm的条件下测量时等于或小于0.80μm,从而可以适当地调节。
上述中心平均粗糙度(SRa)是用于评价基底(特别是基纸)的平滑度(表面平滑度)的指标。当中心平均粗糙度SRa在上述范围以外时,存在的情况是当这种基底用于构成图像记录材料时,不能获得优选形成相片式图像的光泽感和表面平滑度。
换句话说,当使用这种基底构成喷墨记录介质时,如果在截频为0.05至0.5mm的条件下测量的SRa超过0.70μm,则因为荧光的直接反射,所以反射的图像看起来是模糊的,从而大大损害主要控制光泽感的图像清晰度。而且,当使用这种基底制备喷墨记录介质时,如果在截频为1至3mm的条件下测量的SRa超过0.80μm,则因为荧光的直接反射,所以反射的图像看起来是变形的,从而大大损害主要控制光泽感的图像清晰度。
上述SRa优选在截频为0.05至0.5mm的条件下等于或小于0.60μm,并且在截频为1至3mm的条件下等于或小于0.60μm。每一个SRa的下限优选更接近于0μm。
上述中心平均粗糙度SRa是优选使用ZYGO NEW VIEW 5000(由ZYGO(k.k.)生产)在截频为0.05至0.5mm的条件下并且使用NANOMETRO110F(由Kuroda Seiko(k.k.)生产)在截频为1至3mm的条件下测量的值。
在上述说明中,出于提高基底(特别是基纸)的平滑度的观点,控制图像清晰度值的总和和规则反射强度。通过将超声分散机或高压分散机(特别是高压喷射分散机)单独或者与上述方法组合使用,调节在墨接受层形成涂布溶液中的无机微粒的分散状态(可分散性)以控制无机微粒的分散状态,可以将上述图像清晰度值和规则反射强度调节至上述范围。下面描述无机微粒的详情。
具体而言,可以通过不使用通常用于分散无机微粒的分散机(例如,砂磨机分散机),而是使用超声分散机或高压分散机的处理,适当地调节上述特性。作为所述高压分散机,例如,优选液液相撞(liquid-liquid countercollision)体系分散机(例如,商品名:ALTIMIZER SYSTEM,由SuginoMachine Limited生产)。通过使用这种分散机处理,得到的分散液具有高透明度,并且使用这种分散液的喷墨记录介质(特别是墨接受层)具有高光泽度。
在使用上述超声分散机的分散中,将超声波施加到包含无机微粒并且进入预分散状态的预分散液上以使其更加分散,从而得到分散液。只要可以施加超声波,可以使用任何超声装置而没有任何特别限制,并且可以优选使用例如超声分散机(商品名:UH-600H,由(k.k.)SMT生产)。
在使用上述高压分散机的分散中,使包含无机微粒并且进入预分散状态的预分散液经过在压力下进行的液液相撞,或者在高压下通过锐孔以使无机微粒进一步分散,从而得到分散液。只要具有允许在压力下相撞和使溶液通过锐孔的结构,对高压分散机没有特别限制,并且通常可以优选使用称为高压匀化器的可商购的机器。
应该指出,锐孔是通过将形成有具有例如圆形形状的细孔的薄板(锐孔板)插入到直管中,并且通过使直管通道的一部分突然变窄得到的装置。
高压分散机基本上是包含高压产生部分和液液相撞部分或锐孔部分的系统。作为上述压力产生部分,优选使用通常称为柱塞泵的高压泵。尽管上述高压泵包括单型、双型和三重型,但是可以在没有任何特别限制的情况下使用这些类型的任何一个。
高压分散机的实例包括由Nanomizer(k.k.)生产的NANOMIZER、由Microfluidix(k.k.)生产的MICROFLUIDIZER和由Sugino Machine Limited生产的ALTIMIZER。
在高压下进行液液相撞的情况下的操作压力优选等于或大于50MPa,更优选等于或大于100MPa,并且特别优选等于或大于130MPa。而且,当使溶液通过锐孔时,在锐孔的入口侧和出口侧之间的压差与上述操作压力类似,优选等于或大于50MPa,更优选等于或大于100MPa并且特别优选130MPa。
在任何情况下,分散效率取决于操作压力,因此随着操作压力的增加而增加。操作压力的上限是350MPa。当操作压力小于350MPa时,就高压泵的管道的压力阻力和设备的耐久性而言,这是优选的。
处理次数通常选自1至几十次,但是对它没有特别限制。
可以在制备分散液时加入各种添加剂。
添加剂的实例包括非离子或阳离子表面活性剂(阴离子表面活性剂不是优选的,因为它们形成聚集体)、消泡剂、非离子亲水聚合物(例如,聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、各种类型的糖、明胶和复滞胶(pluran)、非离子或阳离子胶乳分散液、可与水互溶的有机溶剂(例如,乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇和丙酮)、无机盐和pH调节剂,并且可以根据需要加入这些添加剂。
当使无机微粒(特别是气相法二氧化硅)预分散时,就限制小丸(finepills)的形成而言,特别优选上述可与水互溶的有机溶剂。当加入这种可与水互溶的有机溶剂时,所述可与水互溶的有机溶剂在分散液中的量优选为0.1至20质量%,并且特别优选为0.5至10质量%。
而且,尽管根据无机微粒(特别是气相法二氧化硅)和其它组分如各种添加剂的类型,分散液的pH变化很大,但是当无机微粒(特别是气相法二氧化硅)的分散液时,分散液的pH通常在1至8的范围内,并且特别优选在2至7的范围内。
当制备无机微粒的分散液时,无机微粒的平均初级颗粒直径优选等于或小于30nm,更优选等于或小于20nm,还更优选等于或小于10nm并且特别优选为3至10nm。此外,优选无机微粒的平均初级颗粒直径等于或小于30nm,并且在使无机微粒分散之后,在分散液中的无机微粒的二级颗粒直径等于或小于200nm(优选等于或小于150nm,并且特别优选等于或小于120nm)。
还优选以下实施方案,其中,除上述添加剂以外,还加入水溶性有机阳离子化合物和/或水溶性多价化合物以根据本发明,通过使用上述分散机使微粒在这些化合物的存在下分散。
<水溶性有机阳离子化合物>
无机微粒优选在将这些无机微粒在上述分散之前预分散的条件下使用。在这种情况下,可以通过混合作为分散剂(防凝聚剂)的至少一种类型的水溶性有机阳离子化合物使这些有机微粒良好地分散。
尽管对水溶性有机阳离子化合物不强加特别限制,但是优选具有伯至叔氨基、季铵盐基团或鏻盐基团的水溶性有机阳离子化合物(包括这些化合物的盐),例如媒染剂(将稍后描述)。在这些化合物之中,优选平均分子量等于或小于50,000的那些化合物,并且特别优选平均分子量等于或小于20,000的那些化合物。可以使用硅烷偶联剂作为其它分散剂。
在这些水溶性有机阳离子化合物之中,特别优选含有聚二烯丙胺衍生物作为结构单元的水溶性有机阳离子化合物。可以通过二烯丙胺化合物的环化缩合得到这些水溶性有机阳离子化合物。水溶性有机阳离子化合物的可商购的产品的实例包括SHAROLL DC902P(由Dai-ichi Kogyo SeiyakuCo.,Ltd.生产)、JET FIX 110(由Satoda Kako(sha)生产)、UNISENSE CP-101至103(由Senka(sha)生产)和PAS-H(由Nittobo生产)。
基于无机微粒,上述水溶性有机阳离子化合物的量优选为1至10质量%并且更优选1至5质量%。当水溶性有机阳离子化合物的量大时,尽管取决于如上所述的气相法二氧化硅的类型,但是在将溶液涂布之后的涂布溶液的凝胶能力降低。
作为上述水溶性有机阳离子化合物,优选使用水溶性或水乳液类型。水溶性有机阳离子化合物的实例包括聚阳离子型阳离子树脂如由双氰胺-福尔马林缩聚物代表的二氰型阳离子树脂;由以下化合物代表的聚胺型阳离子树脂:二氰胺-二亚乙基三胺缩聚物、表氯醇-二甲胺加成聚合物、氯化二甲基二烯丙基铵-SO2共聚物、二烯丙胺盐-SO2共聚物、氯化二甲基二烯丙基铵聚合物、烯丙胺盐的聚合物、二烷基氨基乙基(甲基)丙烯酸季盐聚合物和丙烯酰胺-二烯丙胺盐共聚物。在这些树脂之中,就耐水性而言,优选氯化二甲基二烯丙基铵、氯化一甲基二烯丙基铵和聚脒,并且特别优选氯化二甲基二烯丙基铵和氯化一甲基铵。这些水溶性有机阳离子化合物可以是单独或两种或两种以上组合的。
基于无机微粒的质量,在墨接受层中的水溶性有机阳离子化合物的含量优选为1至10质量%,并且更优选为1至5质量%。
可以将水溶性有机阳离子化合物在加入无机微粒之前、在预混合过程中或者在使微粒分散之后,加入到分散介质中。出于获得更稳定的分散液的观点,特别优选在将无机微粒加入到分散介质中之前加入所述水溶性有机化合物。
(水溶性多价金属化合物)
可以通过混合至少一种水溶性多价金属化合物或者以将其与上述水溶性有机阳离子化合物的至少一种组合的方式混合,进行分散。
可以将水溶性多价金属化合物在加入无机微粒之前、在预混合过程中或者在使微粒分散之后加入到分散介质中。出于获得更稳定的分散液的观点,特别优选在将无机微粒加入到分散介质中之前加入所述水溶性多价金属化合物。
作为所述水溶性多价金属化合物,优选三价或更高价的金属化合物。此外,这些金属化合物的实例还包括金属的水溶性盐,所述金属选自钙、钡、锰、铜、钴、镍、铝、铁、锌、锆、铬、镁、钨和钼。
这些金属盐的具体实例包括乙酸钙、氯化钙、甲酸钙、硫酸钙、丁酸钙(calcium butylate)、乙酸钡、硫酸钡、磷酸钡、草酸钡、萘酚雷锁辛甲酸钡、丁酸钡(barium butylate)、氯化锰、乙酸锰、二水甲酸锰、硫酸锰铵六水合物、氯化铜、二水氯化铵铜(II)、硫酸铜、丁酸铜(II)(copper(II)butylate)、草酸铜、邻苯二甲酸铜、柠檬酸铜、葡萄糖酸铜、萘甲酸铜、氯化钴、硫氰酸钴、硫酸钴、乙酸钴(II)、萘甲酸钴、六水硫酸镍、六水氯化镍、四水乙酸镍、六水硫酸镍铵、四水酰胺硫酸镍、氨基磺酸镍、2-乙基己酸镍、硫酸铝、亚硫酸铝、硫代硫酸铝、聚合氯化铝、九水硝酸铝、六水氯化铝、乙酸铝、乳酸铝、碱式巯基乙酸铝、溴化亚铁、氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、柠檬酸铁(III)、三水乳酸铁(III)、三水三草酸铁(III)三铵、溴化锌、氯化锌、六水硝酸锌、硫酸锌、乙酸锌、乳酸锌、乙酸锆、氯化锆、八水氯氧化锆、羟基氯化锆、乙酸铬、硫酸铬、乙酸镁、草酸镁、硫酸镁、六水氯化镁、九水柠檬酸镁、磷钨酸钠(sodium phosphorous tungstate)、柠檬酸钨钠、n-水12-钨磷酸、26-水12-硅酸钨、氯化钼和n-水12-磷钼酸。这些水溶性多价金属化合物可以两种或两种以上组合使用。
在本发明中,在水溶性多价金属化合物中的术语“水溶性”指金属化合物以等于或大于1质量%的量溶于20℃水中。
在上述水溶性多价金属化合物之中,铝或优选周期表中4A族金属(例如,锆和钛)的化合物。特别优选水溶性铝化合物。水溶性铝化合物的实例包括无机盐如氯化铝或它的水合物,硫酸铝或它的水合物和铵矾。而且,无机类含铝阳离子聚合物的优选实例包括碱式聚合氢氧化铝。
碱式聚合氢氧化铝的实例包括水溶性聚合氢氧化铝,所述水溶性聚合氢氧化铝包含由下式1、2或3表示的基团如[Al6(OH)15]3+、[Al8(OH)20]4+和[Al13(OH)34]5+以及[Al21(OH)60]3+作为主要组分,并且还稳定地包含碱性和高分子多核缩合离子。
[Al2(OH)nCl6-n]m 式1
[Al(OH)3]AlCl3 式2
Aln(OH)mCl(3n-m)[0<m<3n]式3
其中,n和m分别表示整数。
这些化合物可从Taki Chemical Co.,Ltd.以作为水处理剂的ALUMINUM POLYCHLORIDE(PAC)的商品名,从Asada Kagaku(k.k.)以ALUMINUM POLYHYDROXIDE(Paho)的商品名,从(k.k.)Riken Green以HAP-25的商品名,并且从Daimei Kagaku(k.k.)以ARFINE 83的商品名,并且还从具有相同的目的的其它厂家商购,因此容易获得各种等级的材料。
上述包含周期表中的4A族金属的水溶性多价金属化合物的优选实例包括包含钛或锆的水溶性化合物。包含钛的水溶性化合物的实例包括氯化钛和硫酸钛。包含锆的水溶性化合物的实例包括乙酸锆、氯化锆、氯氧化锆、羟基氯化锆、硝酸锆、碱式碳酸锆、氢氧化锆、乳酸锆、碳酸锆/铵、碳酸锆/钾、硫酸锆和氟化锆。
基于无机微粒,在墨接受层中的上述水溶性多价金属化合物的含量优选在0.1至10质量%的范围内,并且更优选在0.5至8质量%的范围内。
用于使无机微粒分散的分散介质优选为水或者水和少量有机溶剂(低沸点溶剂,如低级醇或乙酸乙酯)的混合溶剂。在这种情况下,基于所有的分散介质,有机溶剂的量优选等于或小于20质量%,并且更优选等于或小于10质量%。
在使用高压分散机或超声分散机的上述分散之前,可以使用通常的螺旋桨搅拌、涡轮机式搅拌、均匀混合器式搅拌等进行预混合(预混合,预分散)。例如,将高压分散机(特别是高压喷射分散机)或超声分散机用于如上所述的二次分散。
而且,出于更多地增加无机微粒在分散液中的浓度的观点,优选使用其中逐步加入无机微粒的方法。
在本发明中,当进行作为初次分散的预混合或预分散时,对液体温度不强加特别限制,并且就无机微粒(特别是二氧化硅微粒)的浆液的稳定制备的可能性而言,所述温度优选等于或小于30℃,并且特别优选等于或小于25℃。在这种情况下,可以使在加入无机微粒之前的分散介质的温度等于或小于20℃,或者可以使其在预混合过程中冷却以使它的温度降低至等于或小于20℃。
而且,出于获得更稳定的分散液的观点,优选在浆液温度等于或小于20℃并且特别是等于或小于15℃的条件下,将无机微粒的浆液注入到分散机中。
出于稳定涂布表面状态的观点,从制备用于形成墨接受层(墨接受层涂布溶液)的分散液和/或涂布溶液到将它涂布到基底上所需要的必要时间优选等于或大于5小时,并且更优选等于或大于8小时。没有上限,并且可以允许几天至几十天。分散液在通道中的温度是约10℃至约40℃,并且优选约15℃至约35℃。在通道中,可以缓慢搅拌分散液以防止无机微粒沉降。
考虑到涂布溶液的稳定性,还优选在使无机微粒分散之后并且在涂布墨接受层涂布溶液之前,在等于或小于45℃进行热处理以在完成这种热处理之后涂布所述涂布溶液。特别是,优选将无机微粒的分散液在30至48℃并且优选40至45℃的温度范围热处理约120分钟或更久(尽管没有上限,处理时间优选约为1小时或更多且约为24小时或更少),然后制备墨接受层涂布溶液以将其涂布。
此外,特别优选包括其中使无机微粒的分散液静置5小时或更久的处理和热处理的组合的实施方案。
使用以上述方法制备的无机微粒的分散液,或分散液、亲水粘合剂如聚乙烯醇、亲水粘合剂的交联剂、表面活性剂、水分散性的阳离子树脂等的混合物,制备每一种接收器层涂布溶液。然后将这些涂布溶液作为涂布溶液涂布到基底(载体)如纸、聚烯烃树脂涂布纸或塑性树脂膜上以制备本发明的喷墨记录介质。
当以上述方法制备分散液时,在分散液中的无机微粒的浓度适宜是约10至40质量%,并且优选是15至35质量%。
而且,在墨接受层涂布溶液中的无机微粒(特别是二氧化硅微粒)的浓度适宜是约5至25质量%并且优选是8至20质量%。在墨接受层中的无机微粒的量优选在5至30g/m2的范围内。
优选通过将水溶性树脂、表面活性剂和沸点等于或大于150℃的水溶性有机溶剂共溶于水溶液(水介质)中使用本发明的喷墨记录介质。
当基纸由基底(载体)制成时,纸的成型指数(formation index)对于提高表面状态性能和在观察表面时的表面感觉也是重要的。根据本发明的基纸由成型指数等于或大于60的纸组成。
随着上述成型指标的增加,成型越好。当使成型指数特别落入上述范围内时,纸没有成型不均匀性,具有均匀的平滑度并且在表面状态性能和在观察表面时的表面感觉方面得到提高是可能的。
换句话说,当成型指数小于60时,存在的情况是,明显产生成型不均匀性,从而导致表面状态均匀性和表面感觉的劣化。结果,当构造图像记录材料时,损害形成相片式高质量图像的能力。
在上述范围内,上述成型指数优选等于或大于70。
通过使用其中将分析器的光阑设定为1.5mm的直径的3D片材分析器(商品名:M/K950,由M/K Systems,Inc.(MKS Company)生产),并且还使用微成型测试仪(MFT)测量成型指数。
具体而言,将样品贴到3D片材分析器的旋转鼓轮上以通过设置在鼓轮的轴上的光源和设置在与光源对应的鼓轮外侧的光电检测器,测量样品中的纸张定量的局部差别作为光量的差别。此时,通过设置到光电检测器的光入射部分上的光阑的直径确定进行测量的范围。然后,将光量差(偏差)放大,进行A/D变换并且分成64个光电检测的纸张定量等级。通过一次扫描采集100,000个数据以得到与数据对应的直方图(histgram)频率。然后,将这种直方图的最大频率(峰值)除以在分成与64个光电检测的纸张定量等级对应的等级的那些之中频率等于或大于100的等级的数量,并且就得到的值除以100以计算成型指数。
改善上述成型指数,即基纸的成型方法的实例包括:其中将丝网或湍流净化器正好设置在造纸机的流浆箱之前以防止基纸原料在固定的方向上流动的方法;和其中使用添加化学品如分散剂、成型控制添加剂、保持力和游离度辅料控制原料的絮凝的方法。然而,这些方法不意在限制本发明。
优选通过提供聚烯烃树脂使其涂布在将要形成至少一个墨接受层的一侧(具体而言,基纸的一侧或两侧)的表面,构造构成本发明的喷墨记录介质的基纸。
在其上将要形成墨接受层一侧的聚烯烃树脂的层厚度优选在20至60μm的范围内,并且更优选为35至60μm。当所述层厚度在上述范围内时,可以获得在图像清晰度方面优良,并且具有良好的光泽感和类似相片的感觉的图像,并且出于提高生产率并且降低成本的观点,这种方法是有效的。
特别是,优选其中所述层厚度在40至55μm的范围内的实施方案。
当在基纸的一个表面或两个表面上形成聚烯烃树脂层时,存在的方法包括熔融挤出、湿法层压和干法层压,以通过层压树脂制备树脂涂布的载体,如照相打印纸载体。在这些方法之中,最优选熔融挤出。当通过上述熔融挤出形成聚烯烃树脂层时,优选在通过熔融挤出将聚烯烃树脂层涂布到基纸上之前进行预处理,以使聚烯烃树脂层与基纸的粘附牢固。例如,广泛使用挤塑层合法(挤出涂布法),其中在移动的基纸上涂布从挤出模头挤出的聚烯烃树脂以形成树脂膜,以在压料辊和冷却辊之间的辊隙点(nippoint)用树脂涂布基纸,并且还将其挤压以使树脂和基纸在压力下粘合,从而将树脂膜层压在基纸上。
预处理的实例包括使用硫酸/铬酸混合溶液的酸蚀处理、使用气体火焰的火焰处理、紫外线照射处理、电晕放电处理、辉光放电处理和使用例如钛酸烷基酯的增粘涂布处理,并且从这些处理中自由选择适当的处理。特别是,考虑到简单,优选电晕处理。在电晕处理的情况下,必需以使表面与水的接触角等于或小于70°这样的方式处理。
作为上述增粘涂布剂,例如,有机钛类、异氰酸酯类(氨基甲酸酯类)、聚乙烯亚胺类和聚丁二烯类是已知的。具体而言,作为有机钛类,钛酸烷基酯如钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯和钛酸四硬脂酯,钛酰化物如硬脂酸丁氧基钛,钛螯合物如乙酰丙酮钛是已知的。而且,作为异氰酸酯类(氨基甲酸酯类),甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)、二异氰酸二甲苯酯(XDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)是已知的。
在本发明中,在特别是上述挤塑层合法的情况下,可以通过如下方法适当地形成聚烯烃树脂层:将聚烯烃树脂熔融挤出到基纸上,然后使基纸在辊隙压力等于或大于2MPa的弹性辊和冷却辊之间通过以进行层压。
具体而言,存在的情况是在层压到基纸上的树脂膜的表面上产生细孔(以下称为“孔洞”)。如果孔洞的数量大,则不但损害外观,而且降低光泽感,由此显著降低制品价值。据说这些孔洞的产生原因是:在使冷却辊旋转时产生的夹带空气导致夹带空气在树脂膜和冷却辊之间积聚,从而在树脂膜中产生凹痕。于是,在弹性辊和冷却辊之间的辊隙压力越小,层压树脂膜时线速越高,树脂膜的厚度越低,来自挤压模头的树脂的排出温度越低,并且基纸的表面粗糙度越大,产生上述孔洞更容易。
因此,如果设定弹性辊和冷却辊之间的辊隙压力等于或大于2MPa,则抑制孔洞的产生,因此可以确保平滑且有光泽的平面度。所述辊隙压力优选等于或大于3MPa,并且优选具有8MPa的上限。
作为涂布到基纸上的聚烯烃树脂,例如,优选α-烯烃均聚物如聚乙烯和聚丙烯,这些不同聚合物的混合物或乙烯和乙烯醇的无规共聚物。
作为聚乙烯,例如,LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)和L-LDPE(直链低密度聚乙烯)可以单独或者两种或两种以上组合使用。当使用聚乙烯时,优选根据JIS 7201测量的熔体流动速率的值为1.2至12g/10分钟的那些聚乙烯。
在其中形成包含聚烯烃(例如聚乙烯)的聚烯烃层,例如聚乙烯层的结构的情况下,在将要形成墨接受层的基纸一侧上的聚乙烯层优选为通过将金红石或锐钛矿类氧化钛、荧光增白剂和群青蓝颜料加入到聚乙烯中改善不透明度、白度和色调的聚乙烯层。在此,基于聚乙烯,氧化钛的含量优选为3至20质量%,并且更优选为4至13质量%。
此外,可以形成底涂层以对用来记录图像的墨接受层赋予粘附力。作为底涂层材料,优选水性聚酯、明胶或聚乙烯醇(PVA)。底涂层的厚度优选为0.01至5μm。
当使用聚烯烃(例如,聚乙烯)涂布其上形成墨接受层的基纸表面的一部分或全部时,根据本发明的基纸被构造成称为聚烯烃树脂涂布纸(例如,聚乙烯涂布纸)的载体,并且可以用作光泽纸,并且还用作具有下列结构的载体:其中当挤出聚烯烃如聚乙烯以涂布基纸时,通过进行图案形成处理形成在普通的照相打印纸中得到的无光泽表面或有丝光图案的表面。
可以在构成本发明喷墨记录介质的基纸的与其上将要形成墨接受层一侧相反的一侧的表面上形成背衬涂层。可以在混合白色颜料、水性粘合剂和其它组分的情况下构成这种背衬涂层。
可以加入到上述背衬涂层中的白色颜料的实例包括白色无机颜料,如轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石、硫酸钙、硫酸钡、二氧化钛、氧化锌、硫化锌、碳酸锌、缎光白、硅酸铝、硅藻土、硅酸钙、硅酸镁、合成无定形二氧化硅、胶体二氧化硅、胶体氧化铝、假勃姆石、氢氧化铝、氧化铝、锌钡白、沸石、水解性多水高岭土、碳酸镁和氢氧化镁;和有机颜料,如苯乙烯类塑料颜料、丙烯酸类塑料颜料、聚乙烯、微胶囊、脲醛树脂和蜜胺树脂。
可以加入到背衬涂层中的水性粘合剂的实例包括水溶性聚合物如苯乙烯/马来酸酯共聚物、苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、聚乙烯醇、硅烷醇改性的聚乙烯醇、淀粉、阳离子淀粉、酪蛋白、明胶、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚乙烯基吡咯烷酮,和水分散性聚合物如苯乙烯丁二烯胶乳和丙烯酸类乳液。
而且,可以加入到背衬涂层中的其它组分的实例可以包括消泡剂、抑泡剂、染料、荧光增白剂、防腐剂和耐水剂。
接着,将详细描述构成喷墨记录介质的与基纸不同的结构。
本发明的喷墨记录介质包含基纸和在所述基纸上形成的至少一个墨接受层并且根据需要包含其它层。
(墨接受层)
墨接受层可以由水溶性树脂和微粒构成,并且优选由水溶性树脂、微粒、能够使水溶性树脂交联的交联剂以及根据需要的媒染剂和其它组分(例如,表面活性剂)构成。
墨接受层包含使层具有多孔结构,从而提高吸墨性的微粒。特别是,当在包含微粒的墨接受层中的固含量等于或大于50质量%并且优选等于或大于60质量%时,可以产生更好的多孔结构,由此可以进一步提高吸墨性。在此,微粒的墨接受层中的固含量是基于在构成墨接受层的组合物中除水以外的组分计算的含量。
具有上述多孔结构的墨接受层指孔隙率为50至75%,并且优选为60至70%的层。当上述孔隙率等于或小于50%时,存在吸墨性不足的情况,而当孔隙率等于或大于75%时,存在粘合剂不足导致掉粉问题的情况。而且,考虑到喷墨记录介质的质量,墨接受层的层厚度优选为20至40μm。
-微粒-
作为微粒,可以使用有机微粒和无机微粒。上述有机微粒的优选实例包括通过乳液聚合、微乳液型聚合、无皂聚合、接种聚合、分散聚合和悬浮聚合得到的聚合物微粒。这些微粒的具体实例包括以下物质的粉末、胶乳或乳液聚合物微粒:例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚硅氧烷树脂、酚醛树脂和天然聚合物。
而且,无机微粒的实例包括二氧化硅微粒、胶体二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、硅酸钙、沸石、高岭石、多水高岭土、云母、滑石、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、假勃姆石、氧化锌、氢氧化锌、氧化铝、硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、氧化锆、氢氧化锆、二氧化铈、氧化镧和氧化钇。
在这些材料之中,出于吸墨性和图像稳定性的观点,优选无机微粒,并且出于形成良好的多孔结构的观点,优选二氧化硅微粒、胶体二氧化硅、氧化铝微粒或假勃姆石。作为所述微粒,初级颗粒可以照原样或者以二级颗粒的状态使用。这些微粒的平均初级颗粒优选等于或小于2μm并且更优选等于或小于200nm。
在这些材料之中,根据通常的制备方法,二氧化硅微粒粗略地分为湿法颗粒和干法颗粒(气相法)。在上述湿法中,主要使用其中硅酸盐被酸分解以产生活性二氧化硅,然后使其适度聚合,凝聚并且沉降以得到水合二氧化硅的方法。另一方面,在气相法中,主要使用其中使卤化硅在高温高压下水解的方法(火焰水解法)、或其中在电炉中通过电弧将石英砂和焦炭加热并且还原以使其气化,并且通过空气氧化气化产物以得到无水二氧化硅的方法(电弧法)。上述“气相二氧化硅”指通过这种气相法得到的无水二氧化硅微粒。作为二氧化硅微粒,特别优选这种气相法二氧化硅微粒。
气相法二氧化硅在例如在表面上的硅烷醇基的密度以及是否存在孔隙方面不同于水合二氧化硅,并且具有与水合二氧化硅不同的性质。然而,优选气相二氧化硅以形成具有高孔隙率的三维结构。尽管这种原因不清楚,但是据推测,在水合二氧化硅的情况下,在微粒表面上的硅烷醇基的密度多达5至8个基团/nm2,因此二氧化硅微粒容易紧密地聚集,而在气相法二氧化硅中,在微粒表面上的硅烷醇基的密度为2至3个基团/nm2,因此二氧化硅微粒是大致柔软的絮凝物,结果气相法二氧化硅形成具有高孔隙率的结构。
因为具有特别大的比表面积,上述气相法二氧化硅具有在吸墨性和墨保持效率方面得到提高的特性并且具有低折射率,并且如果使其分散直至它具有适当的颗粒直径,则因为它具有低折射率,可以将透明度赋予接受层,并且可以得到高的色密度和足够的显色能力。不但在需要透明度的应用如OHP中,而且在将介质用于记录介质如照片蜡光纸的情况下,出于得到高的显色密度和足够的显色光泽的观点,接受层是透明的事实是重要的。
上述气相法二氧化硅的平均初级颗粒直径等于或小于30nm,优选等于或小于20nm,特别优选等于或小于10nm并且最优选3至10nm。当平均初级颗粒直径等于或小于30nm时,气相法二氧化硅可以形成具有大孔隙率的结构,由此因为颗粒通过硅烷醇基引起的氢键容易相互粘附,可以有效地提高吸墨性。
而且,可以将二氧化硅微粒与上述其它微粒组合使用。当将这些其它微粒与上述气相法二氧化硅组合时,在所有微粒中的气相法二氧化硅的含量优选等于或大于30质量%并且更优选等于或大于50质量%。
作为上述无机微粒,还优选氧化铝微粒、氧化铝水合物以及这些材料的化合物的混合物。在这些材料之中,因为吸收和固定墨好,优选氧化铝水合物,并且特别优选假勃姆石(Al2O3·nH2O)。作为氧化铝水合物,可以使用各种类型。然而,因为容易获得平滑层,优选使用溶胶状勃姆石作为原料。
对于假勃姆石的多孔结构,平均孔隙半径优选为1至25nm并且更优选2至10nm。而且,孔隙体积优选为0.3至2.0ml/g并且更优选为0.5至1.5ml/g。在此,通过氮气吸附/脱附法测量孔隙半径和孔隙体积,具体而言,使用气体脱附分析器(例如,商品名:“Omnisoap 369”,由CoulterCompany生产)进行测量。
而且,在这些氧化铝微粒之中,气相法氧化铝微粒具有大的比表面积,因此是优选的。气相法氧化铝的平均初级颗粒直径优选等于或小于50nm并且更优选等于或小于20nm。还给出平均初级颗粒直径等于或小于50nm的胶体二氧化硅作为优选实例。
作为上述微粒,还可以使用在例如以下每一份公布中公开的任何类型:JP-A 10-81064、10-119423、10-157277、10-217601、11-348409、2001-138621、2000-43401、2000-211235、2000-309157、2001-96897、2001-138627、11-91242、8-2087、8-2090、8-2091、8-2093、8-174992、11-192777和2001-301314。
-水溶性树脂-
上述墨接受层优选包含水溶性树脂。水溶性树脂的实例包括聚乙烯醇(类)树脂,即含有作为亲水结构单元的羟基的树脂(例如,聚乙烯醇(PVA)、乙酰乙酰基改性的聚乙烯醇、阳离子改性的聚乙烯醇、阴离子改性的聚乙烯醇、硅烷醇改性的聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛);纤维素类树脂(例如,甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)、羧丙基纤维素(HPC)、羟乙基甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素;甲壳质;壳聚糖;淀粉;含有醚键的树脂(例如,聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷(PPO)、聚乙二醇(PEG)和聚乙烯醚(PVE));和含有氨基甲酰基的树脂(例如,聚丙烯酰胺(PAAM)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和酰肼聚丙烯酸酯)。在这些化合物之中,优选聚乙烯醇类树脂、纤维素类树脂、含有醚键的树脂、含有氨基甲酰基的树脂、含有羧基的树脂和明胶。
而且,全部含有作为可离解基团的羧基的聚丙烯酸酯、马来酸树脂、藻酸酯和明胶也可以是示例的。
在这些化合物之中,特别优选聚乙烯醇类树脂。聚乙烯醇的实例包括在例如以下专利中描述的那些聚乙烯醇:日本专利公布(P-B)4-52786、5-67432和7-29479、JP 2537827、JP-B 7-57553、JP 2502998和3053231、JP-A 63-176173、JP 2604367、JP-A 7-276787、9-207425、11-58941、2000-135858、2001-205924、2001-287444、62-278080、9-39373、JP 2750433、JP-A 2000-158801、2001-213045、2001-328345、8-324105和11-348417。
这些水溶性树脂可以单独或两种或两种以上组合使用。基于在墨接受层中的所有固体的质量,上述水溶性树脂的含量优选为9至40质量%并且更优选12至33质量%。
主要构成喷墨记录介质的墨接受层的上述水溶性树脂和微粒可以分别是单独的材料或者可以采用多种材料的混合类型。
出于保持透明度的观点,与微粒特别是二氧化硅微粒组合的水溶性树脂的类型是重要的。当使用上述气相法二氧化硅时,优选聚乙烯醇(类)树脂作为水溶性树脂。在这些树脂之中,更优选皂化值为70至100%的聚乙烯醇(类)树脂并且特别优选皂化值为80至99.5%的聚乙烯醇(类)树脂。
上述聚乙烯醇(类)树脂在它的结构单元中具有羟基。因为这种羟基和上述二氧化硅微粒的表面硅烷醇基形成氢键,所以容易形成其中二氧化硅颗粒的二级颗粒形成网链单元的三维网络结构。据认为这种三维结构的形成确保形成具有孔隙率高且强度足够的多孔结构的墨接受层。
在喷墨记录中,以上述方法得到的多孔墨接受层通过毛细管现象快速吸墨,形成具有真正的圆形且不渗墨的良好的点。
而且,可以将聚乙烯醇(类)树脂与上述其它水溶性树脂组合使用。当将这些其它树脂和上述聚乙烯醇(类)树脂一起使用时,在所有水溶性树脂中的聚乙烯醇(类)树脂的含量优选等于或大于50质量%并且更优选等于或大于70质量%。
<微粒与水溶性树脂的比率>
微粒的质量″x″与水溶性树脂的质量″y″的质量比[PB比=x/y]对墨接受层的层结构和层强度影响很大。具体而言,当重量比(PB比)增加时,尽管孔隙率、孔隙体积和表面积(每单位质量)增加,但是密度和强度趋向于下降。
出于防止由过大的PB比导致的缺陷,例如层强度降低和在干燥过程中产生裂纹,以及由过小的PB比导致的缺陷,例如因为孔隙容易被树脂阻塞,降低的孔隙率导致吸墨性的降低的观点,在墨接受层中的上述PB比(x/y)优选为1.5至10。
而且,可能存在的情况是当通过传送系统时,将压力施加到喷墨记录介质上,因此墨接受层必须具有足够的层强度。出于防止在将介质切割成片材的情况下墨接受层裂开并且剥离的观点,还必需的是墨接受层具有足够的层强度。考虑到这些因素,上述PB比优选等于或小于5,而出于确保高速吸墨性的观点,PB比更优选等于或大于2。
例如,在将通过将平均初级颗粒直径等于或小于20nm的气相法二氧化硅微粒和P/B比(x/y)为2至5的水溶性树脂完全分散到水溶液中得到的涂布液体涂布在载体上并且干燥时,形成其中二氧化硅微粒的二级颗粒形成网链单元的三维网络结构,从而可以容易形成半透明的多孔膜,所述多孔膜具有等于或小于25nm的平均孔隙直径、50至80%的孔隙率、等于或大于0.5ml/g的孔隙比容和等于或大于100m2/g的比表面积。
-交联剂-
上述墨接受层优选具有下列特征:包含微粒和水溶性树脂的涂层还包含能够使水溶性树脂交联的交联剂,并且是通过交联剂和水溶性树脂之间的交联反应固化的多孔层。
为了使上述水溶性树脂,特别是聚乙烯醇类树脂交联,优选硼化合物。所述硼化合物的实例可以包括硼砂、硼酸、硼酸盐(例如,原硼酸盐、InBO3、ScBO3、YBO3、LaBO3、Mg3(BO3)2、Co3(BO3)2、二硼酸盐(例如,Mg2B2O5和Co2B2O5)、偏硼酸盐(例如,LiBO2、Ca(BO2)2、NaBO2和KBO2)、四硼酸盐(例如,Na2B4O7·10H2O)和五硼酸盐(例如,KB5O8·4H2O和CsB5O5)以及Ca2B6O11·7H2O。在这些化合物之中,就这些化合物可以迅速导致交联反应而言,优选硼砂、硼酸和硼酸盐,并且特别优选硼酸。
作为用于水溶性树脂的上述交联剂,除硼化合物之外,还可以使用下列化合物。
所述交联剂的实例包括醛类化合物,如甲醛、乙二醛和戊二醛;酮类化合物,如二乙酰和环戊二酮;活性卤素化合物,如双(2-氯乙脲)-2-羟基4,6-二氯-1,3,5-三嗪和2,4-二氯-6-均三嗪钠盐;活性乙烯基化合物,如二乙烯基磺酸、1,3-乙烯基磺酰基-2-丙醇、N,N’-亚乙基双(乙烯基磺酰基乙酰胺)、1,3,5-三丙烯酰基-六氢化均三嗪;N-羟甲基化合物,如二羟甲基脲和羟甲基二甲基乙内酰脲;蜜胺树脂(例如,羟甲基蜜胺和烷基化羟甲基蜜胺);环氧树脂;异氰酸酯类化合物,如1,6-六亚甲基二异氰酸酯;在美国专利3017280和2983611的说明书中描述的氮丙啶类化合物;在美国专利3100704的说明书中描述的羧基酰亚胺类化合物;环氧类化合物,如甘油三缩水甘油醚;亚乙基亚氨基类化合物,如1,6-六亚甲基-N,N’-双亚乙基脲;卤代羧基醛类化合物,如粘氯酸和粘苯氧基氯酸(mucophenoxychloricacid);二噁烷类化合物,如2,3-二羟基二噁烷;含金属的化合物,如乳酸钛、硫酸铝、铬矾、钾矾、乙酸锆和乙酸铬;多胺化合物,如四亚乙基五胺;和酰肼化合物,如己二酸二酰肼;以及含有两个或两个以上噁唑啉基的低分子材料或聚合物。
上述交联剂可以单独或两种或两种以上组合使用。
优选以下列方法进行交联并且固化:将交联剂加入到包含微粒和水溶性树脂并且用于形成墨接受层的涂布溶液(以下还称为“墨接受层涂布溶液”或“第一溶液”)和/或下列碱性溶液中,并且(1)在涂布上述第一溶液以形成涂层的同时或(2)在干燥通过涂布第一溶液形成的涂层的过程中并且在涂层表现出干燥下降(falling-drying)之前,将pH等于或大于7.1的碱性溶液(以下还称为“第二溶液”)涂布到上述涂层上。
当以硼化合物为例时,优选以下列方式加入交联剂。具体而言,当墨接受层是通过涂布包含微粒以及含有聚乙烯醇的水溶性树脂的涂布溶液(第一溶液)以形成涂层,然后交联并且固化形成的层时,通过(1)在涂布上述第一溶液以形成涂层的同时、或(2)在干燥通过涂布第一溶液形成的涂层的过程中并且在涂层表现出干燥下降之前,将pH等于或大于7.1的碱性溶液(第二溶液)涂布到上述涂层上,进行交联并且固化。可以在第一溶液或第二溶液或第一和第二溶液两者中包含作为交联剂的硼化合物。
基于水溶性树脂,使用的交联剂的量优选为1至50质量%,并且更优选为5至40质量%。
-媒染剂-
在本发明中,墨接受层优选包含媒染剂以更多地提高形成的图像的耐水性和随时间渗出的抵抗力。作为媒染剂,可以使用有机媒染剂如阳离子聚合物(阳离子媒染剂)和无机媒染剂如水溶性金属化合物。在这些媒染剂之中,优选有机媒染剂并且特别优选阳离子媒染剂。
通过使上述媒染剂至少存在于墨接受层的上层部分中,媒染剂与包含阴离子染料作为着色剂的液体墨相互作用,从而使着色剂稳定,由此可以进一步改善耐水性和随时间的渗出。
在这种情况下,尽管可以将媒染剂加入到墨接受层涂布溶液(第一溶液)和碱性溶液(第二溶液)中的任一种或两种中,但是优选通过将其混合到第二溶液中使用媒染剂,所述第二溶液不同于包含无机微粒(特别是气相法二氧化硅)的溶液。具体而言,如果将媒染剂直接加入到墨接受层涂布溶液中,则存在的情况是在具有阴离子电荷的气相法二氧化硅的共存下发生聚集。然而,如果采用其中分别制备并且分别涂布包含媒染剂的溶液和墨接受层涂布溶液的方法,则不必考虑无机微粒的聚集,因此媒染剂的选择范围变得更宽。
作为上述阳离子媒染剂,优选使用含有作为阳离子官能团的伯至叔氨基或季铵盐基团的聚合物媒染剂。然而,还可以使用阳离子非聚合物媒染剂。
作为上述聚合物媒染剂,优选含有伯至叔氨基的单体(以下称为“媒染剂单体”)或其盐或含有季铵盐基团的单体的均聚物、或媒染剂单体和其它单体(以下称为“非媒染剂单体”)的共聚物或缩聚物。这些聚合物媒染剂可以以水溶性聚合物或水溶性胶乳颗粒的任何形式使用。
上述媒染剂单体的实例包括氯化三甲基-对乙烯基苄基铵、氯化三甲基-间乙烯基苄基铵、氯化三乙基-对乙烯基苄基铵、氯化三乙基-间乙烯基苄基铵、氯化N,N-二甲基-N-乙基-N-对乙烯基苄基铵、氯化N,N-二乙基-N-甲基-N-对乙烯基苄基铵、氯化N,N-二甲基-N-正丙基-N-对乙烯基苄基铵、氯化N,N-二甲基-N-正辛基-N-对乙烯基苄基铵、氯化N,N-二甲基-N-苄基-N-对乙烯基苄基铵、氯化N,N-二乙基-N-苄基-N-对乙烯基苄基铵、氯化N,N-二甲基-N-(4-甲基)苄基-N-对乙烯基苄基铵、氯化N,N-二甲基-N-苯基-N-对乙烯基苄基铵;溴化三甲基-对乙烯基苄基铵、溴化三甲基-间乙烯基苄基铵、磺酸三甲基-对乙烯基苄基铵、磺酸三甲基-间乙烯基苄基铵、乙酸三甲基-对乙烯基苄基铵、乙酸三甲基-间乙烯基苄基铵、氯化N,N,N-三乙基-N-2-(4-乙烯基苯基)乙基铵、氯化N,N,N-三乙基-N-2-(3-乙烯基苯基)乙基铵、氯化N,N-二乙基-N-甲基-N-2-(4-乙烯基苯基)乙基铵、乙酸N,N-二乙基-N-甲基-N-2-(4-乙烯基苯基)乙基铵;通过取代下列化合物的每一个阴离子得到的甲基氯、乙基氯、甲基溴、乙基溴、甲基碘或乙基碘,或磺酸盐、烷基磺酸盐、乙酸盐或烷基羧酸盐的季铵产物:N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺或N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺。
具体实例可以包括氯化一甲基二烯丙基铵、氯化三甲基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵、氯化三乙基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵、氯化三甲基-2-(丙烯酰氧基)乙基铵、氯化三乙基-2-(丙烯酰氧基)乙基铵、氯化三甲基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基铵、氯化三乙基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基铵、氯化三甲基-2-(甲基丙烯酰基氨基)乙基铵、氯化三乙基-2-(甲基丙烯酰基氨基)乙基铵、氯化三甲基-2-(丙烯酰基氨基)乙基铵、氯化三乙基-2-(丙烯酰基氨基)乙基铵、氯化三甲基-3-(甲基丙烯酰基氨基)丙基铵、氯化三乙基-3-(甲基丙烯酰基氨基)丙基铵、氯化三甲基-3-(丙烯酰基氨基)丙基铵、氯化三乙基-3-(丙烯酰基氨基)丙基铵;氯化N,N-二甲基-N-乙基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵、氯化N,N-二乙基-N-甲基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵、氯化N,N-二甲基-N-乙基-3-(丙烯酰基氨基)丙基铵、溴化三甲基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵、溴化三甲基-3-(丙烯酰基氨基)丙基铵、磺酸三甲基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵和乙酸三甲基-3-(丙烯酰基氨基)丙基铵。
不同于上述单体的可共聚合的单体的实例包括N-乙烯基咪唑和N-乙烯基-2-甲基咪唑。
而且,可以使用烯丙胺和二烯丙胺和它们的衍生物或盐。这种化合物的实例包括烯丙胺、烯丙胺盐酸盐、烯丙胺乙酸盐、烯丙胺硫酸盐、二烯丙胺、二烯丙胺盐酸盐、二烯丙胺乙酸盐、二烯丙胺硫酸盐、二烯丙基甲基胺及其盐(例如,作为所述盐的盐酸盐、乙酸盐或硫酸盐)、二烯丙基乙基胺及其盐(例如,作为所述盐的盐酸盐、乙酸盐或硫酸盐)和二烯丙基二甲基铵盐(例如,作为这些盐的抗衡阴离子的氯离子或乙酸根离子或硫酸根离子)。这些烯丙胺和二烯丙胺衍生物在以胺的形式聚合的能力方面差。因此,在通常的方法中,将这些胺或衍生物转化为盐,然后聚合,并且在需要时将聚合产物脱盐。
而且,还可以使用通过下列方法得到的乙烯基胺单元或所述乙烯基胺的盐:使用聚合物单元如N-乙烯基乙酰胺或N-乙烯基甲酰胺,并且使这种聚合物单元聚合以形成聚合物,然后水解。
上述″非媒染剂单体″指不包含伯至叔氨基及其盐或碱性或阳离子部分如季铵盐基团,并且与喷墨油墨中的染料没有相互作用或者相互作用充分小的单体。
上述非媒染剂单体的具体实例包括(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸环烷基酯,如(甲基)丙烯酸环己酯;(甲基)丙烯酸芳基酯,如(甲基)丙烯酸苯酯;芳烷基酯,如(甲基)丙烯酸苄酯;芳族乙烯类,如苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯;乙烯基酯,如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和叔羧酸乙烯酯;烯丙基酯,如乙酸烯丙酯;含卤素单体,如偏二氯乙烯、氯乙烯;乙烯基氰酸酯,如(甲基)丙烯腈;以及烯烃,如乙烯和丙烯。
作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯,优选具有1至18个碳原子的烷基部分的(甲基)丙烯酸烷基酯。这些(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸硬脂酯。在这些化合物之中,优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯。上述非媒染剂单体可以单独或两种或两种以上组合使用。
此外,阳离子媒染剂的优选实例可以包括氯化聚二烯丙基二甲基铵、氯化聚甲基丙烯酰氧基乙基-β-羟基乙基二甲基铵、聚乙烯亚胺、聚烯丙胺及其衍生物、聚酰胺-聚胺树脂、阳离子淀粉、双氰胺-福尔马林缩合物、二甲基-2-羟丙基铵盐聚合物、聚脒、聚乙烯胺、由双氰胺-福尔马林缩聚物代表的二氰类阳离子树脂、由双氰胺-二亚乙基三胺缩聚物代表的聚胺类阳离子树脂、表氯醇-二甲胺-加成聚合物、氯化二甲基二烯丙基铵-SO2共聚物、二烯丙胺盐-SO2共聚物、在酯部分具有季铵盐基团取代的烷基的含(甲基)丙烯酸酯的聚合物和具有季铵盐基团取代的烷基的苯乙烯基类聚合物。
上述阳离子媒染剂的实例包括在以下专利文献中描述的那些:JP-A48-28325、54-74430、54-124726、55-22766、55-142339、60-23850、60-23851、60-23852、60-23853、60-57836、60-60643、60-118834、60-122940、60-122941、60-122942、60-235134和1-161236的每一份公布;美国专利2484430、2548564、3148061、3309690、4115124、4124386、4193800、4273853、4282305和4450224的每一份说明书;JP-A1-161236、10-81064、10-119423、10-157277、10-217601、11-348409、2001-138621、2000-43401、2000-211235、2000-309157、2001-96897、2001-138627、11-91242、8-2087、8-2090、8-2091、8-2093、8-174992、11-192777和2001-301314、JP-B 5-35162、5-35163、5-35164、5-88846、7-118333和2000-344990的每一份公布;和JP 2648847和2661677的每一份说明书。在这些阳离子媒染剂之中,优选聚烯丙胺及其衍生物并且在结构上优选二烯丙基二烷基阳离子聚合物。
作为上述聚烯丙胺或它的衍生物,可以使用各种已知的烯丙胺聚合物和它们的衍生物。这些衍生物的实例包括聚烯丙胺的盐和酸(所述酸是例如,无机酸如盐酸、硫酸、磷酸和硝酸,以及有机酸如甲磺酸、甲苯磺酸、乙酸、丙酸、肉桂酸和(甲基)丙烯酸),或者这些盐和只有聚烯丙胺的一部分是盐的那些以及酸的组合,通过聚烯丙胺的高分子反应得到的衍生物以及聚烯丙胺和其它可共聚合的单体的共聚物(其它单体的具体实例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酰胺、丙烯腈和乙烯酯)。
聚烯丙胺及其衍生物的具体实例包括下列每一份公布:JP-B62-31722、2-14364、63-43402、63-43403、63-45721、63-29881、1-26362、2-56365、2-57084、4-41686、6-2780、6-45649、6-15592和4-68622、JP 3199227和3008369、JP-A 10-330427、11-21321、2000-281728、2001-106736、62-256801、7-173286、7-213897、9-235318、9-302026和11-21321、WO99/21901、WO99/19372、JP-A 5-140213和日本专利申请国家公布(公开)11-506488。
在上述阳离子媒染剂之中,优选二烯丙基二烷基阳离子聚合物,并且特别优选二烯丙基二甲基阳离子聚合物。而且,出于可分散性并且特别是防止变稠的观点,阳离子媒染剂优选为重均分子量等于或小于60,000并且特别是等于或小于40,000的阳离子聚合物。
所述阳离子媒染剂还用作上述微粒的分散剂。
当将媒染剂加入到墨接受层涂布溶液中时,在涂布溶液中的硫酸根离子的浓度优选为1.5质量%以防止溶液变稠。这些硫酸根离子包含于例如用于制备阳离子聚合物的引发剂中,并且留在聚合物中。因此优选使用采用例如不释放硫酸根离子的引发剂制备的阳离子媒染剂。
无机媒染剂的实例包括多价水溶性金属盐和疏水性金属盐化合物。这些无机媒染剂的具体实例包括选自下列金属中的金属的盐或配合物:镁、铝、钙、钪、钛、钒、锰、铁、镍、铜、锌、镓、锗、锶、钇、锆、钼、铟、钡、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、镝、铒、镱、铪、钨和铋。
所述无机媒染剂的具体实例包括乙酸钙、氯化钙、甲酸钙、硫酸钙、乙酸钡、硫酸钡、磷酸钡、二氯化锰、乙酸锰、二水甲酸锰、六水硫酸锰铵、氯化铜、二水氯化铵铜(II)、硫酸铜、氯化钴、硫氰酸钴、硫酸钴、六水硫酸镍、六水氯化镍、四水乙酸镍、六水硫酸镍铵、四水氨基硫酸镍、硫酸铝、铝明矾、碱式聚合氢氧化铝、亚硫酸铝、硫代硫酸铝、聚合氯化铝、九水硝酸铝、六水氯化铝、溴化亚铁、氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、苯酚磺酸锌、溴化锌、氯化锌、六水硝酸锌、硫酸锌、四氯化钛、钛酸四异丙酯、乙酰丙酮钛、乳酸钛、乙酰丙酮锆、乙酸锆、硫酸锆、碳酸锆铵、硬脂酸锆、辛酸锆(zirconium octylate)、硝酸锆、氯氧化锆、羟基氯化锆、乙酸铬、硫酸铬、硫酸镁、六水氯化镁、九水柠檬酸镁、磷钨酸钠、柠檬酸钨钠、n水12-钨磷酸、26水12-钨硅酸、氯化钼、n水12-磷钼酸、硝酸镓、硝酸锗、硝酸锶、乙酸钇、氯化钇、硝酸钇、硝酸铟、硝酸镧、氯化镧、乙酸镧、苯甲酸镧、氯化铈、硫酸铈、辛酸铈(cerium octylate)、硝酸镨、硝酸钕、硝酸钐、硝酸铕、硝酸钆、硝酸镝、硝酸铒、硝酸镱、氯化铪和硝酸铋。
在这些无机媒染剂之中,优选含铝化合物、含钛化合物、含锆化合物和在周期表中的IIIB族金属的化合物(盐或配合物)。
加入到墨接受层中的上述媒染剂的量优选为0.01至5g/m2并且更优选为0.1至3g/m2。
-其它组分-
根据需要,除上述组分以外,墨接受层或用于形成墨接受层的涂布溶液(墨接受层涂布溶液)还可以混合有各种已知的添加剂,例如,紫外线吸收剂、抗氧化剂、荧光增白剂、单体、聚合引发剂、阻聚剂、防渗出剂、防腐剂、粘度稳定剂、消泡剂、表面活性剂、抗静电剂、消光剂、防卷曲剂和耐水剂。
其它组分可以单独或两种或两种以上组合使用。可以以水溶状态、聚合物分散体、乳液或油滴的形式或者在制成微胶囊之后添加这些其它组分。添加的这些其它组分的量优选为0.01至10g/m2。
而且,出于提高无机微粒的可分散性的目的,可以使用硅烷偶联剂处理无机微粒的表面。作为硅烷偶联剂,优选除对偶联处理起作用的部分以外,还具有有机官能团(例如,乙烯基、氨基、环氧基、巯基、氯基、烷基、苯基或酯基)的那些。
在本发明中,墨接受层涂布溶液优选包含处于优选形式的表面活性剂。在此,表面活性剂包括阳离子类、阴离子类、非离子类、两性类、氟类和聚硅氧烷类表面活性剂。
上述非离子表面活性剂的实例包括聚氧化烯烷基醚和聚氧化烯烷基苯基醚(例如,二甘醇单乙醚、二甘醇二乙醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚和聚氧乙烯壬基苯基醚)、氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、脱水山梨糖醇脂肪酸酯(例如,脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯和脱水山梨糖醇三油酸酯)、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯(例如,聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯和聚氧乙烯脱水山梨糖醇三油酸酯)、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯(例如,聚氧乙烯山梨糖醇四油酸酯)、甘油脂肪酸酯(例如,甘油单油酸酯)、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯(例如,聚氧乙烯甘油单硬脂酸酯和聚氧乙烯甘油单油酸酯)、聚氧乙烯脂肪酸酯(聚乙二醇单月桂酸酯和聚乙二醇单油酸酯)、聚氧乙烯烷基胺和炔二醇(例如,2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇以及该二醇的环氧乙烷加成物或环氧丙烷的加成物)。优选聚氧化烯烷基醚。在墨接受层涂布溶液中可以包含所述非离子表面活性剂。
上述两性表面活性剂的实例包括氨基酸类、羧基铵甜菜碱类、砜铵甜菜碱类、硫酸铵酯甜菜碱类和咪唑鎓甜菜碱类。例如,作为两性表面活性剂,可以优选使用在美国专利3,843,368的说明书和JP-A 59-49535、63-236546、5-303205、8-262742和10-282619的每一份公布中描述的那些。作为两性表面活性剂,优选氨基酸类两性表面活性剂。如在JP-A 5-303205的公布中描述的,氨基酸类两性表面活性剂的实例包括N-氨基酰基酸(N-amino acyl acid)及其盐,所述氨基酰基酸由氨基酸(例如,甘氨酸、谷氨酸和组氨酸)衍生并且具有引入到其中的长链酰基。
上述阴离子表面活性剂的实例包括脂肪酸盐(例如,硬脂酸钠和油酸钾)、烷基硫酸盐(例如,月桂基硫酸钠和三乙醇胺月桂基硫酸盐)、磺酸盐(例如,十二烷基苯磺酸钠)、烷基磺基琥珀酸盐(例如,二辛基磺基琥珀酸钠)、烷基二苯基醚二磺酸盐和烷基磷酸盐。
上述阳离子表面活性剂的实例包括烷基胺盐、季铵盐、吡啶鎓盐、咪唑鎓盐。
氟类表面活性剂的实例包括通过使用如电解氟化、调聚反应和低聚反应的方法,由含有全氟烷基的中间产物衍生的化合物。所述氟类表面活性剂的实例包括全氟烷基磺酸盐、全氟烷基羧酸盐、全氟烷基环氧乙烷加成物、全氟烷基三烷基铵盐、含全氟烷基的低聚物和全氟烷基磷酸盐。
作为上述聚硅氧烷类表面活性剂,优选使用有机基团改性的硅油。所述聚硅氧烷类表面活性剂可以采用其中硅氧烷结构的侧链、两个末端或一个末端被有机基团改性的结构。有机基团改性的实例包括氨基改性、聚醚改性、环氧改性、羧基改性、甲醇改性、烷基改性、芳烷基改性、酚改性和氟改性。
在墨接受层涂布液中的表面活性剂的总量优选为0.001至2.0质量%,并且更优选为0.01至1.0质量%。
优选通过下列方法(湿碰湿法(Wet-on-Wet method))形成墨接受层:其中,将包含微粒和水溶性树脂的涂布溶液涂布到载体的表面上以形成涂层,此外将交联剂加入到上述涂布溶液和/或下列碱性溶液中,并且(1)在涂布上述涂布溶液以形成涂层的同时、或(2)在干燥通过涂布所述涂布溶液形成的涂层的过程中并且在涂层表现出干燥下降之前,将pH等于或大于7.1的碱性溶液涂布到上述涂层上,以使所述涂布溶液交联并且固化。在此,优选在涂布溶液或碱性溶液中的至少一种或两种溶液中包含能够使水溶性树脂固化的交联剂。出于吸墨性和防止层的裂纹的观点,优选形成以上述方法交联并且固化的墨接受层。
优选使上述媒染剂存在,使得在接受层的表面上形成的媒染剂存在部分的厚度为接受层的厚度的10至60%。可以使用适宜的方法形成媒染剂层:例如,(1)其中形成包含上述微粒、水溶性树脂和交联剂的涂层,并且将含媒染剂的溶液涂布到所述涂层上的方法;和(2)其中以多层形式涂布包含微粒和水溶性树脂的涂布溶液和含媒染剂的溶液的方法。而且,含媒染剂的溶液可以包含无机微粒、水溶性树脂和交联剂。
优选上述结构,因为它允许大量媒染剂存在于固定部分中,因此,喷墨油墨的着色剂是以媒染剂充分处理的,由此改善在打印之后得到的打印部分的色密度、随时间渗出、光泽以及字符和图像的耐水性和耐臭氧性。可以在载体上首先形成的层中包含媒染剂的一部分。在这种情况下,后加入的剩余媒染剂可以与首先混合的媒染剂相同或不同。
在本发明中,可以以下列方法制备包含微粒(例如,气相法二氧化硅)和水溶性树脂(例如,聚乙烯醇)的墨接受层涂布溶液(第一溶液)。
具体而言,将微粒如气相法二氧化硅与分散剂一起加入到水中(例如,这些二氧化硅微粒的浓度为10至20质量%),使用例如均匀混合器将混合物预分散(初次分散),接着,使用分散机如ALTIMIZER(由Sugino MachineLimited生产)将得到的分散液分散(二次分散)一次,然后将聚乙烯醇(PVA)水溶液加入到溶液中(例如,使得PVA的量约为气相法二氧化硅质量的1/3),由此可以制备墨接受层涂布溶液。优选通过使用氨水等将涂布溶液调节至约为9.2的pH,或者使用分散剂赋予溶液以稳定性。得到的涂布溶液具有均匀的溶胶态。通过下列涂布方法将这种涂布溶液涂布到载体上,随后干燥,可以得到具有三维网络结构的多孔墨接受层。
作为用于上述分散处理的分散机,可以使用常规上已知的各种分散机如胶体研磨分散机、高速分散机、介质搅拌型分散机(例如,球磨机和砂磨机)、超声分散机和高压分散机。在这些分散机之中,出于使将要形成的丸状微粒有效分散的目的,优选超声分散机和高压分散机(特别是高压喷射分散机)。
而且,作为在每一个步骤中的溶剂,可以使用水、有机溶剂或这些溶剂的混合溶剂。用于这种涂布操作的有机溶剂的实例包括醇,如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和甲氧基丙醇;酮,如丙酮和甲基乙基酮;四氢呋喃;乙腈;乙酸乙酯和甲苯。
可以使用阳离子聚合物作为上述分散剂。所述阳离子聚合物的实例包括作为上述媒染剂的实例给出的那些。而且,优选使用硅烷偶联剂作为分散剂。
加入的分散剂的量基于微粒为0.1至30质量%并且更优选为1至10质量%。
可以通过使用例如下列涂布机的已知方法涂布墨接受层涂布溶液:挤出模头涂布机、气刀涂布机、刮涂机、杆涂布机、刮刀涂布机、挤压涂布机、反转辊式涂布机或者绕线棒刮涂机。
在涂布墨接受层涂布溶液(第一溶液)以形成涂层时或之前,将碱性溶液(第二溶液)涂布到涂布溶液上。在这种情况下,可以在涂层表现出干燥下降之前涂布第二溶液。具体而言,在涂布墨接受层涂布溶液(第一溶液)之后,通过在涂层表现出以恒定速率干燥之前引入第二溶液适当地制备墨接受层。使第二溶液包含媒染剂。
在此,描述“在涂层表现出干燥下降之前”指在刚涂布墨接受层涂布液体之后几分钟的过程。在此过程中,涂层表现出“以恒定速率干燥”现象,即在涂布的涂层中的溶剂(分散介质)的含量与时间成比例地降低。在“CHEMICAL ENGINNERING HANDBOOK”(707-712页,Maruzen,10月25日(1980))中描述了表现出“以恒定干燥速率”的时间。
如上所述,在涂布第一溶液之后,干燥涂层直至涂层表现出干燥下降。这种干燥通常在40至180℃进行0.5至10分钟(优选0.5至5分钟)。当然,这种干燥时间根据涂布量而变化,但是上述范围通常是合适的。
将第二涂布溶液涂布到包含表现出干燥下降的上述第一溶液的涂层上的方法的实例包括:(1)其中将第二溶液进一步涂布到涂层上的方法,(2)其中通过使用例如喷射的方法涂布第二溶液的方法,和(3)其中将其上形成涂层的载体浸渍到第二溶液中的方法。
作为在上述方法(1)中涂布第二溶液的方法,可以使用已知的涂布方法,这些方法分别使用幕流涂布机、挤出模头涂布机、气刀涂布机、刮涂机、杆涂布机、刮刀涂布机、挤压涂布机、反转辊式涂布机和绕线棒刮涂机。然而,优选采用使用例如,不与已经形成的第一涂层直接接触的挤出模头涂布机、幕流涂布机或绕线棒刮涂机的方法。
在涂布第二溶液之后,将涂层在40至180℃加热干燥并且固化5至30分钟。特别是,优选将涂层在40至150℃加热1至20分钟。
在涂布墨接受层涂布溶液(第一溶液)的同时涂布上述碱性溶液(第二溶液)的情况下,涂布第一溶液和同时的第二溶液(多层涂布)使得第一溶液与载体接触,然后干燥以使涂层固化,由此可以形成墨接受层。
通过使用挤出模头涂布机或幕流涂布机的涂布法,可以实现上述同步涂布(多层涂布)。在完成同步涂布之后,干燥形成的涂层。在这种情况下,通常通过将涂层在40至150℃加热0.5至10分钟,并且优选在40至100℃加热0.5至5分钟进行干燥。
当通过挤出涂布机进行上述同步涂布(多层涂布)时,将同时注入的这两种溶液,特别是在将这些溶液输送到载体上之前,在挤出模头涂布机的出口附近形成为多层,并且以此状态涂布到载体上。在涂布之前已经形成为多层的两层涂布液体趋向于在输送到载体上时已经在这两种溶液的界面上导致交联反应,并且注入的两种溶液在挤压模头涂布机的出口附近容易混合以致增加粘度,从而导致涂布操作受阻这种可能性。因此,当如上所述将这两种溶液同步涂布时,在第一和第二溶液之间插入阻挡层溶液(中间层溶液)以同步涂布这三层。
可以在没有特别限制的情况下选择任何阻挡层溶液作为上述阻挡层溶液。阻挡层溶液的实例可以包括含有痕量水溶性树脂和水的水溶液。考虑到可涂布性,将上述水溶性树脂用于增稠。水溶性树脂的实例包括聚合物,如纤维素类树脂(例如,羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素)、聚乙烯基吡咯烷酮和明胶。阻挡层涂布溶液可以包含上述媒染剂。
在载体上形成墨接受层之后,通过使用超级砑光机、光泽砑光机等以使载体在加热和压力下通过辊隙之间进行砑光处理,可以提高墨接受层的表面平滑度、光泽度、透明度和涂层强度。然而,因为存在这种砑光处理导致孔隙率降低的情况(即,在某些情况下存在吸墨性劣化的情况),所以必须在防止孔隙率降低的情形下进行砑光处理。
在进行砑光处理的情况下,辊温优选为30至150℃,并且更优选为40至100℃。
而且,在砑光处理中的辊之间的线压(linear pressure)优选为50至400kg/cm,并且更优选为100至200kg/cm。
因为在将墨接受层用于喷墨记录的情况下,墨接受层必须具有足以吸收所有液滴的吸收能力,所以必须确定墨接受层的层厚度与层中的孔隙率的关系。例如,当墨量为8nL/mm2且孔隙率为60%时,层厚度优选约为15μm或更大。
考虑到这点,在将这种墨接受层用于喷墨记录的情况下,墨接受层的层厚度优选为10至50μm。
在将墨接受层用于喷墨记录时,以中数直径计,墨接受层的孔隙直径优选为0.005至0.030μm、并且更优选为0.01至0.025μm。
可以使用水银孔隙率计(商品名:BORESIZER 9320-PC2,ShimadzuCorporation生产)测量上述孔隙率和孔隙中数直径。
而且,当墨接受层更透明时,其是更优选的。作为透明度的标准,当在透明载体上形成墨接受层时得到的墨接受层的雾度值优选等于或小于30%并且更优选等于或小于20%。
可以使用雾度计(商品名:HGM-2DP,由Suga Test Instrument Co.,Ltd.生产)测量上述雾度值。
可以将聚合物微粒分散体加入到喷墨记录介质的结构层(例如,墨接受层或背层)中。出于提高层特性如膜的尺寸稳定性、防卷曲性、防粘性和防裂开性的目的,使用聚合物微粒分散体。在JP-A 62-245258、62-1316648和62-110066的每一份公布中,有关于聚合物微粒分散体的描述。当将具有低玻璃化转变温度(等于或小于40℃)的聚合物微粒分散体加入到上述含媒染剂的层中时,可以防止层的裂开和卷曲。而且,即使将具有玻璃化转变温度的聚合物微粒分散体加入到背层中,也可以防止层卷曲。
实施例
将通过实施例更详细地说明本发明,所述实施例不意在限制本发明,其中除非另外声明,否则所有名称“份”和“%”是以质量为基础的,并且名称“聚合度”指“重均聚合度”。
(实施例1)
-载体的制备-
通过双圆盘精磨机将50份枫木牛皮纸浆(LBKP)和50份刺槐木牛皮纸浆(LBKP)分别打浆以得到加拿大游离度(加拿大标准游离度)为330ml的纸浆浆液。
然后,将相对于每一份纸浆为1.3%阳离子淀粉(商品名:CATO 304L,由Nippon NSC,Ltd.生产)、0.15%阴离子聚丙烯酰胺(商品名:DA4104,由Seiko PMC(k.k.)生产)、0.29%烷基烯酮二聚物(商品名:SIZE PINE K,由Arakawa Chemical Industries,Ltd.生产)、0.29%环氧化山嵛酰胺和0.32%聚氨基聚胺表氯醇(商品名:ARAFIX 100,由Arakawa Chemical Industries,Ltd.生产)加入得到的纸浆浆液中,然后还加入0.12%消泡剂。
使以上述方法制备的纸浆浆液经过长网造纸机,在此将它脱水并且干燥以制成纸张定量为200g/m2且厚度为190μm的原纸,从而得到基纸。
具体而言,在通过干燥机帆布将片幅的毛布表面施用到原纸上以干燥原纸的步骤中,将干燥机帆布的抗拉强度设定为1.6kg/cm以进行干燥。然后,通过施胶压榨将聚乙烯醇(商品名:KL-118,由Kuraray Co.,Ltd.生产)以1.0g/m2的量涂布到原纸的两个表面上并且干燥以进行机器砑光处理。
将得到的基纸的金属线表面(wire surface)(背表面)进行电晕放电处理,然后使用熔融挤出机涂布厚度为40μm的高密度聚乙烯,以形成具有无光泽表面的聚乙烯树脂层(以下,将这种聚乙烯树脂层一侧称为“背侧”)。将在背侧的聚乙烯树脂层的表面进一步进行电晕放电处理,并且涂布通过将氧化铝(商品名:ALUMINA SOL 100,由Nissan Chemical Industries,Ltd.生产,抗静电剂)和二氧化硅(SNOWTEX-O,由Nissan Chemical Industries,Ltd.生产)以1∶2的比率分散得到的分散体,使得干燥质量为0.2g/m2。
此外,将其上不形成聚乙烯树脂层的毛布表面侧(前侧)进行电晕放电处理,然后使用在毛布表面侧上的熔融挤出机挤出MFR(熔体流动速率)为3.8并且包含10%锐钛矿型二氧化钛的低密度聚乙烯、痕量群青蓝(由Tokyo Ink生产)和0.08%(基于聚乙烯)的荧光增白剂(商品名:WHITEFLOUR PSN CONC,由(k.k.)Nippon Kagaku Kogyosho生产)使得厚度为40μm,其中将在弹性辊和冷却辊之间的辊隙压力调节至3.5MPa,从而在基纸的表面侧上形成高度有光泽的聚乙烯树脂层(以下将这种有光泽表面称为“前表面”),从而制成了载体(以下称为载体A)。
在此,作为构成弹性辊的弹性材料,使用由乙烯丙烯橡胶制成,具有根据由JIS K-6301表示的值为80的硬度,并且主体厚度为25mm的材料。而且,根据由JIS B-0601表示的值,弹性辊的表面粗糙度为0.3S。
-墨接受层涂布溶液的制备-
将在下列组成中的(a)气相法二氧化硅微粒、(b)离子交换水、(c)SharolDC-902P和(d)ZA-30混合,使用均匀混合器预分散,并且还使用液液碰撞型分散机(商品名:ALTIMIZER,由Sugino Machine Limited生产)在170MPa下分散一次。将得到的分散液加热至45℃并且保持20小时。然后,将在下列组成中包含的(e)硼酸溶液、(f)聚乙烯醇溶液、(g)表面活性剂、(h)聚氧乙烯月桂基醚和(i)乙醇加入到30℃的分散液中以制备墨接受层涂布溶液。二氧化硅微粒与水溶性树脂的质量比(PB比=(a)/(f))为4.5,并且制备的墨接受层涂布溶液的pH为表示酸性状态的3.9。
<墨接受层涂布溶液的组成>
(a)AEROSIL 300SF75(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.生产,气相法二氧化硅微粒,平均初级颗粒直径:7nm) 10.0份
(b)离子交换水 64.8份
(c)SHAROL DC-902P(51.5%水溶液)(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产) 0.87份
(d)ZA-30(Dai-ichi Kigenso Kagakukogyo(k.k.) 0.49份
(e)5%硼酸水溶液 0.40份
(f)聚乙烯醇(水溶性树脂)溶液 32.0份
(溶液的组成)
·PVA-235 2.0份
(由Kuraray Co.,Ltd.生产,皂化值:88%,聚合度:3500)
·聚氧乙烯月桂基醚 0.03份
(商品名:EMULGEN 109P,由Kao Corporation生产)
·下面显示的化合物1 0.12份
·二甘醇单丁醚 0.55份
(商品名:BUTYCENOL 20P,由Kyowa Hakko Chemical(k.k.)生产)
·离子交换水 26.6份
(g)SUPERFLEX 650(Dai-ichi Kigenso Kagakukogyo(k.k.)
1.2份
(h)聚氧乙烯月桂基醚(商品名:EMULGEN 109P(10%溶液),由KaoCorporation生产,HLB值:13.6) 0.49份
(i)乙醇 2.5份
-喷墨记录片材的制备-
将上述得到的载体的前表面进行电晕放电处理。将稀释五倍的聚合氯化铝水溶液(聚合氯化铝(商品名:ALFINE 83,由Daimei Kagaku Kogyo(k.k.)生产)以10.8ml/m2的速率在线涂布到上述墨接受层涂布溶液的表面上,所述墨接受层涂布溶液是在载体的前表面上以180ml/m2的速率进行流动的。之后,使用热空气干燥机在80℃(风速:3至8m/秒)干燥涂层直至固体浓度为20%。此时,涂层表现出“以恒定速率干燥”现象。之后立即将基纸在具有下列组成的液体A(pH=7.8)中浸渍30秒以按照15g/m2的量将溶液涂布到涂层的表面上,随后在80℃干燥10分钟。从而制备配置有干层厚度为33μm的墨接受层的喷墨记录片材。
<溶液A的组成>
(a)硼酸 0.65份
(b)ZIRCOSOL AC-7(由Dai-ichi Kigenso Kagakukogyo(k.k.)生产,碳酸锆铵)
3.0份
(c)碳酸铵(一级;由Kanto Kagaku Co.,Ltd.生产)
3.5份
(d)离子交换水 63.3份
(e)聚氧乙烯月桂基醚(商品名:EMULGEN 109P(2%水溶液),由KaoCorporation生产,HLB值:13.6) 30份
(实施例2)
制备载体B并且还以与实施例1中相同的方法制备根据本发明的喷墨记录片材,不同之处在于将通过双圆盘精磨机将纸浆打浆之后的加拿大游离度从实施例1的“-载体A的制备-”中的330ml改变为280ml。
(实施例3)
制备载体C并且还以与实施例1中相同的方法制备根据本发明的喷墨记录片材,不同之处在于将在“前表面”上的热塑性树脂层的厚度从实施例1的“-载体A的制备-”中的40μm改变为50μm。
(实施例4)
以与实施例1中相同的方法制备载体D,不同之处在于将在弹性辊和冷却辊之间施加的辊隙压力从3.5MPa改变为2.0MPa,并且还以与实施例1中相同的方法制备根据本发明的喷墨记录片材,不同之处在于使用液液碰撞型分散机的二氧化硅微粒的分散是使用超声分散机(商品名:UH-600H,由(k.k.)SMT生产),以流速为3.0kg/分钟的生产量进行的。
(比较例1)
以与实施例1中相同的方法制备比较喷墨记录片材,不同之处在于将液液碰撞型分散机改变为实施例1中的珠磨分散机(商品名:KD-P,由(k.k.)Shinmaru Enterprise生产)。
(比较例2)
以与实施例4中相同的方法制备比较喷墨记录片材,不同之处在于将用于二氧化硅微粒的分散的超声分散机改变为实施例1中的珠磨分散机(商品名:KD-P,由(k.k.)Shinmaru Enterprise生产)。
(比较例3)
制备载体E并且还以与实施例1中相同的方法制备根据本发明的喷墨记录片材,不同之处在于将通过双圆盘精磨机将纸浆打浆之后的加拿大游离度从实施例1的“-载体A的制备-”中的330ml改变为150ml。
(比较例4)
以与实施例1中相同的方法制备载体F,不同之处在于将在实施例1的“-载体A的制备-”中使用的50份枫木牛皮纸浆和50份刺槐木牛皮纸浆改变为50份刺槐木牛皮纸浆和50份山杨木牛皮纸浆,并且以与实施例1中相同的方法制备比较喷墨记录片材,不同之处在于将液液碰撞型分散机改变为珠磨分散机(商品名:KD-P,由(k.k.)Shinmaru Enterprise生产)。
(评价)
将在上述实施例和比较例中得到的基纸以及由这些基纸构成的喷墨记录片材进行如下评价和测试。结果示于表1中。
1.成型(指数)
将在每一个实施例和比较例中得到的基纸受试于3D片材分析器(商品名:M/K950,由M/K Systems,Inc.(MKS Company)生产),其中将分析器的光阑的直径设定为1.5mm,并且使用微成型测试仪(MFT)测量成型指数。成型指数值表明,值越大成型越好。
2.中心表面的平均粗糙度(SRa值)
(1)按照下列测量条件和分析条件,将每一个实施例和比较例中得到的基纸在截频为0.05至0.5mm的条件下受试于三维表面结构分析测微器(商品名:ZYGO NEW VIEW 5000,由ZYGO(k.k.)生产)以测量中心平均粗糙度(SRa值)。
<测量条件和分析条件>
·测量的长度:在X方向上为10mm
在Y方向上为10mm
·物镜:2.5的放大倍率
·带通滤光器:0.05mm至0.5mm。
(2)按照下列测量条件和分析条件,将每一个实施例和比较例中得到的基纸受试于在截频为1mm至3mm的条件下操作的表面形状测量装置(商品名:NANOMETRO 110F,由Kuroda Seiko(k.k.)生产)以测量中心平均粗糙度(SRa值)。
<测量条件和分析条件>
·扫描方向:样品的MD方向。
·测量长度:在X方向上为50mm
在Y方向上为30mm
·测量间距:在X方向上为0.01mm
在Y方向上为1.0mm
·扫描速度:2mm/秒。
·带通滤光器:1mm至3mm。
3.图像清晰度
将实施例和比较例中得到的每一个喷墨记录片材受试于喷墨打印机(商品名:PM-G800,由Seiko Epson Corporation生产)以下列图像记录条件打印黑色(K)纯色图像。
<图像记录条件>
·纸张设置:EPSON相纸
·图像质量设置:推荐的设置<精细>
·纸张尺寸:L-号,具有页边
·图像数据:8位RGB数据的非压缩图像
·在图像中的数据:均匀的图像数据,R=0、G=0、B=0(值:十进位数值)
·图像尺寸,分辨率:5cm×5cm,720dpi
·在打印之前的湿度控制:23℃、50%RH、等于或大于6小时
·在打印之后,测量图像清晰度值和规则反射强度之前的干燥条件:在23℃、50%RH的条件下干燥24小时。
·打印图像数据:RGB数值(8位)是0、0、0。
·纸张的打印设置类型:EPSON相纸
颜色:彩色
模式设置:推荐设置,精细
·直至测量映象(mapping)值和规则反射强度之前的干燥条件:在23℃和50%RH的条件下干燥一天。
然后,根据在JIS H8686-2中规定的图像清晰度值测试方法,使用图像清晰度值测量装置(商品名:ICM-1,由Suga Test Instrument Co.,Ltd.生产),在下列测量和分析条件下测量每一个喷墨记录片材的纯色图像部分的图像清晰度值C(%)。
测量在打印的主扫描方向和副扫描方向上进行。然后,对于每一梳子,由下列方程(a)测量图像清晰度值C,然后将对于每一梳子计算的图像清晰度值C求和以得到图像清晰度值的总和。在下列方程中,M表示最大波高并且m表示最小波高。
·图像清晰度值C(%)={(M-m)/(M+m)}×100……方程(a)
<测量和分析的条件>
·测量方法:反射
·测量角:60°
·光梳:2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.125mm
4.规则反射强度
将实施例和比较例中得到的每一个喷墨记录片材受试于喷墨打印机(商品名:PM-G800,由Seiko Epson Corporation生产)以打印黑色(K)纯色图像,从而制得测量用样品。以下列方法测量得到的测量用样品的规则反射强度:使用光泽度测量仪(商品名:THREE-DIMENTIONAL AUTO-GONIOPHOTOMETER GP-200,由Murakami Color Research Laboratory生产),通过在下列入射角和光接收角测量变形得到反射强度峰,并且将峰值定义为规则反射强度。
<测量和分析条件>
·入射角:45°。
·光接收角:30°至60°。
·分辨率:0.1°
·入射光的光阑(孔径):10mm×10mm
·在光接收侧的光阑尺寸:4.5mmφ
·校准方法:黑色标准板(折射率:1.518)
5.光泽度
将在实施例和比较例中得到的每一个喷墨记录片材装到喷墨打印机(商品名:PM-G 800,由Seiko Epson生产)中以打印出人、静物和景物的图像,根据下列评价标准在视觉上进行评价。
[评价标准]
G1:优良的光泽感
G2:几乎良好的光泽感
G3:差的光泽感
[表1]
如表1中所示,具有这些满足在本发明中限定的范围的良好的值作为图像清晰度值的总和和规则反射强度的实施例也具有在视觉上良好的光泽感。另一方面,不能满足图像清晰度值的总和和规则反射强度的上述范围中的任何一个的比较例,即使满足了图像清晰度值的总和或规则反射强度中的一个,也不总是得到观察者的良好评价。具体而言,通过制备满足图像清晰度值和规则反射强度的结果的结构,可以提高观察者感觉良好的光泽感。
(实施例5)
使用铸涂纸(商品名:BOTH SURFACE-CHROME COLOR,由FujiSeishi(k.k.)生产)代替实施例1中的基纸,并且以与实施例1中相同的方法在流延表面上形成40μm厚的树脂层。除此以外,实施与实施例1中相同的程序制备根据本发明的喷墨记录片材。
以相同的方法进行图像清晰度和规则反射强度的测量和光泽感的评价以证实喷墨记录片材具有符合本发明的特性。
(实施例6)
使用实施例3的载体C,在线涂布稀释五倍的聚合氯化铝水溶液(使用聚合氯化铝(商品名:ALFINE 83,由Daimei Kagaku Kogyo(k.k.)生产),并且同时将下列第二涂布溶液以2ml/m2的速率涂布到载体C的表面上以形成多层。以与实施例3中相同的方式实施其它程序。
<第二涂布溶液>
将在下列组成中的氧化钛微粒与离子交换水以及聚乙烯醇水溶液混合,并且使用超声分散机分散以得到第二涂布溶液。
(a)氧化钛微粒(商品名:STR 100C,由Sakai Chemical Industries,Ltd.生产,体积平均初级颗粒直径:10nm) 10.0份
(b)离子交换水 45.9份
(c)聚乙烯醇(水溶性树脂)水溶液 7.2份
(聚乙烯醇水溶液的组成)
·PVA-235 0.5份
(由Kuraray Co.,Ltd.生产,皂化值:88%,聚合度:3,500)
·聚氧乙烯月桂基醚 0.01份
·上述化合物1 0.01份
·三甘醇单丁醚 0.17份
(商品名:BUTYCENOL 20P,由Kyowa Hakko Chemical(k.k.)生产)
·离子交换水 6.5份
对于实施例6,以相同的方法进行图像清晰度值和规则反射强度的测量和光泽感的评价以证实喷墨记录片材具有符合本发明的特性。
工业适用性
本发明的记录介质可以用于能够记录具有高光泽度和照片感觉的高质量图像的喷墨记录。
Claims (22)
1.一种喷墨记录介质,所述喷墨记录介质包含基底和在所述基底上的至少一个墨接受层,其中所述墨接受层在记录之后具有下列特性:
(i)图像清晰度值的总和(C0.125+C0.25+C0.5+C1.0+C2.0)等于或大于130,其中所述图像清晰度是根据在JIS H8686-2中规定的图像清晰度值测试方法,使用0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm和2.0mm的光梳,通过图像清晰度值测量仪测量得到的;和
(ii)规则反射强度等于或大于30,其中所述规则反射强度是反射强度的峰值,其是使用光泽度测量仪,在下列测量条件下测量变形而得到:
-入射角:45°
-光接收角:30°-60°
-分辨率:0.1°
-光圈:10×10mm2
-受光侧的光阑尺寸:4.5mmφ
采用折射率为1.518的黑色标准板进行校准。
2.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中:
-图像清晰度值C(%)={(M-m)/(M+m)}×100……方程(a)
在方程(a)中,M表示最大波高,并且m表示最小波高;
-测量方法:反射
-测量角:60°。
3.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述图像清晰度值的总和等于或大于150。
4.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述规则反射强度等于或大于40。
5.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述基底是由纸制成的基纸,所述基纸在造纸阶段中或者在造纸后经过了砑光处理。
6.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述基底是由纸制成的基纸,所述基纸具有0.7至1.2g/m2的密度。
7.权利要求1所述的的喷墨记录介质,其中所述基纸在其上形成所述墨接受层一侧的至少一部分上涂布有聚烯烃树脂。
8.权利要求7所述的喷墨记录介质,其中所述聚烯烃树脂的层厚度为20至60μm。
9.权利要求7所述的喷墨记录介质,其中所述聚烯烃树脂是聚乙烯、聚丙烯或乙烯和乙烯醇的共聚物。
10.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述基底至少在其上形成所述墨接受层一侧的中心平均粗糙度SRa在截频为0.05至0.5mm的条件下测量时等于或小于0.70μm,并且在截频为1至3mm的条件下测量时等于或小于0.80μm。
11.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述墨接受层包含无机微粒。
12.权利要求11所述的喷墨记录介质,其中在所述墨接受层中的所述无机微粒的固含量等于或大于50质量%。
13.权利要求11或12所述的喷墨记录介质,其中所述无机微粒是二氧化硅微粒、胶体二氧化硅、氧化铝微粒或假勃姆石。
14.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述墨接受层是使用包含无机微粒并且通过超声分散机或高压分散机形成的分散液形成的。
15.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述墨接受层包含有机微粒。
16.权利要求15所述的喷墨记录介质,其中在所述墨接受层中的所述有机微粒的固含量等于或大于50质量%。
17.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述墨接受层具有20至40μm的层厚度。
18.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述墨接受层包含水溶性树脂。
19.权利要求18所述的喷墨记录介质,其中所述水溶性树脂是含有作为亲水结构单元的羟基的树脂。
20.权利要求19所述的喷墨记录介质,其中所述含有作为亲水结构单元的羟基的树脂是聚乙烯醇树脂。
21.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述墨接受层包含硼化合物作为用于亲水性树脂的交联剂。
22.权利要求1所述的喷墨记录介质,其中所述墨接受层包含媒染剂。
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