CN103465670B - 记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种记录介质。本发明提供一种记录介质，其包括基材和形成在所述基材的至少一个表面上的墨接收层，其中所述墨接收层含有无机颜料，粘结剂，以及含有铝、硅和选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物，并且相对于无机颜料的含量，所述化合物的含量在0.1质量%-30质量%的范围内。

Description

记录介质
技术领域
本发明涉及一种记录介质。
背景技术
已经有研究向墨接收层中引入各种材料，以赋予记录介质期望的性能(日本专利特开2008-254430和2011-218580)。日本专利特开2008-254430公开了具有含如下化合物的墨接收层的记录介质，该记录介质可以增强墨的定影性和图像的清晰度，所述化合物通过含氨基的硅烷偶联剂与锆化合物反应而制备并且因而具有氨基并含有锆和硅。日本专利特开2011-218580公开了具有含如下化合物的墨接收层的记录介质，该记录介质可以增强图像的显色性(colordevelopability)和耐臭氧性，并减少在高温和高湿下保存的图像中的渗色(bleeding)，所述化合物含有硅和选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素。
日本专利特开2011-201147公开了具有墨接收层的记录介质，所述墨接收层含有Al/Si比为不小于5并且OH/Al比为1至2的水溶性铝硅酸盐氯化物、无机细颗粒和水溶性树脂，该记录介质可以增强耐臭氧性和耐水性而不降低图像浓度。日本专利特开61-116579公开了在其表面上或者在其表面内含有两层结构的微晶页硅酸盐的记录介质，该记录介质显示出高墨吸收性。日本专利特开2010-222151公开了一种二氧化硅系材料，其含有：硅，铝，选自由铁、钴、镍和锌组成的组的至少一种第四周期元素，以及选自由碱金属元素、碱土金属元素和稀土元素组成的组的至少一种碱性元素；此类二氧化硅系材料表现出高的机械强度和大的比表面积。日本专利特开2000-154017公开了二氧化硅系非晶质材料，其含有：二氧化硅，0-15wt%的选自Na、K、Ca和Mg的至少一种组分的氧化物，以及0-15wt%的选自Zr、Ti、Ge、Ga和Al的至少一种组分的氧化物；此类二氧化硅系非晶质材料表现出高的机械强度和大的比表面积。
发明内容
本发明提供一种记录介质，其可以增强图像的显色性和耐臭氧性，并减少在高温和高湿下长期保存的图像中的渗色。
本发明一方面提供了一种记录介质，其包括基材和形成在所述基材的至少一个表面上的墨接收层，其中所述墨接收层含有无机颜料，粘结剂，以及含有铝、硅和选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物，并且相对于无机颜料的含量，所述化合物的含量在0.1质量%-30质量%范围内。
本发明能够提供一种记录介质，其可以增强图像的显色性和耐臭氧性，并减少在高温和高湿下长期保存的图像中的渗色。
参照附图，由下列示例性实施方案的描述，本发明进一步的特征将变得显而易见。
附图说明
图1是示出根据本发明实施方案的记录介质的示意性截面图。
图2示出本发明中使用的复合化合物实例的X-射线衍射(XRD)图。
具体实施方案
现在将参照实施方案详细描述本发明的各个方面。
本发明人已经进行了研究并发现，在日本专利特开2008-254430和2011-218580中公开的典型的记录介质不能在图像的显色性和耐臭氧性以及减少在高温和高湿下长期保存的图像中的渗色的所有方面都提供显著的优点。
在日本专利特开2008-254430中公开的记录介质中，增强了图像的显色性；相反，图像的耐臭氧性差，并且在高温和高湿下保存的图像中引起渗色。
在日本专利特开2011-218580中公开的记录介质中，增强了图像的显色性和耐臭氧性；然而，在高温和高湿下长期保存的图像中引起渗色。
在日本专利特开2011-201147和61-116579中公开的记录介质中，和在日本专利特开2010-222151和2000-154017中公开的具有含二氧化硅系材料的墨接收层的记录介质中，图像的耐臭氧性差。
图1是示出本发明的记录介质的实例的示意性截面图，其中记录介质102包括基材100和在基材100的一个表面上形成的墨接收层101。墨接收层可以形成在基材的两个表面上。墨接收层101包括含有铝、硅和选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物(下文简称为“复合化合物”)。所述选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素也称为“第2或第3族元素”，并且含有选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物也称为“第2或第3族元素化合物”。
现在将描述本发明是如何完成的以及获得其中本发明的记录介质可以增强图像的显色性和耐臭氧性并减少在高温和高湿下长期保存的图像中的渗色的优异效果的推测机理。
本发明人进行了研究并发现，具有含上述复合化合物的墨接收层的记录介质可以显示优异的耐臭氧性。认为得到该效果是由于下列原因：墨接收层中含有的无机颜料是在其表面上具有酸点的固体酸，可以通过复合化合物对所述酸点的附着降低酸点的酸强度，这样可以减少由于酸点与臭氧接触导致的自由基的产生。
此外，因为上述复合化合物在其结构中含有铝，即使当记录介质长时间保存时，复合化合物中含有的第2或第3族元素也不易于溶解。因此，认为降低在高温和高湿下由溶解的第2或第3族元素的盐的潮解引起的渗墨。
因为墨接收层含有上述复合化合物形式的元素，与墨接收层含有来自单个元素(第2或第3族元素化合物、铝化合物和硅烷偶联剂)的化合物的情况相比，在制备用于形成墨接收层的涂布液期间不太可能产生聚集物，并显示出高透明性；因此，将要形成的图像可以显示高的显色性。
为了提供可以增强图像的显色性和耐臭氧性并减少在高温和高湿下长期保存的图像中的渗色的记录介质，以及为了向墨接收层中引入上述复合化合物，需要将此类化合物与墨接收层中含有的无机颜料的质量比调节在特定的范围内，以使得复合化合物附着在无机颜料表面上的酸点。本发明人已经发现，相对于无机颜料的含量，复合化合物的含量需要在0.1质量%-30质量%的范围内。
通过上述机理，各个组分互相协同影响，这使得可以实现本发明的效果。
本发明人还研究了传统记录介质不能提供本发明实现的效果的原因。
如日本专利特开2008-254430中公开的，在记录介质具有含有含锆和硅的化合物的墨接收层的情况下，由墨接收层中含有的无机颜料与水的反应产生的酸点的酸强度没有足够降低，当酸点与空气中的臭氧接触时产生的自由基降低了图像的耐臭氧性。长期保存此类记录介质造成锆溶解，这易于导致溶解的锆的盐的形成，该盐在高温和高湿下潮解，由此引起渗墨。
如日本专利特开2011-218580中公开的，在记录介质具有包括含硅和选自元素周期表的第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物的墨接收层的情况下，渗色是由图像在高温和高湿下长期保存引起的。发生该现象是由于下列原因：在长期保存期间复合化合物中的第2和3族元素溶解并形成它们的盐，盐在高温和高湿下潮解，其结果是墨可能渗出。该现象在短期保存如大约一周的情况下没有发生，但在长期保存如四周的情况下发生。
在日本专利特开2011-201147和61-116579中公开的记录介质中使用的硅酸盐以及在日本专利特开2010-222151和2000-154017中公开的二氧化硅系材料没有附着到包含在墨接收层中的无机颜料表面上的酸点。因此，不能降低作为固体酸的无机颜料上的酸点的酸强度，其结果是图像显示出低的耐臭氧性。
以下进一步详细描述本发明的记录介质的材料。
本发明的记录介质包括基材和形成在基材的至少一个表面上的墨接收层。以下将描述本发明的记录介质的各部分。
墨接收层
在本发明的记录介质中包括的墨接收层含有无机颜料，粘结剂，以及含有铝、硅和选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物。
在本发明中，墨接收层的厚度可以为15μm至45μm。为了测定厚度，用扫描电子显微镜(SEM)在记录介质截面上的五个或更多个点处测量墨接收层的厚度，并计算厚度的平均值。以下将描述墨接收层的各个组分。
(1)含有铝、硅和选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物
相对于如上所述的墨接收层中无机颜料的含量，复合化合物的含量需要在0.1质量%-30质量%的范围内。此外，复合化合物含量相对于墨接收层中无机颜料的含量优选为1质量%-25质量%，更优选3质量%-20质量%。
分析方法
通过X-射线衍射法(XRD)分析由将在下文描述的方法生产的化合物，以确认是否得到了含有第2或第3族元素、铝和硅的复合化合物。特别地，在生产的化合物的XRD图中，如果用作原料的第2或第3族元素化合物和铝化合物的X-射线衍射峰消失，并且另外，可以确认具有无定形结构并含有第2或第3族元素、铝和硅的复合化合物的新的X-射线衍射峰，则确定得到了具有-Si-O-M-O-Si-结构(M表示第2或第3族元素)和-Si-O-Al-O-Si-结构的复合化合物。
为了测定生产的记录介质的墨接收层中是否含有含第2或第3族元素、铝和硅的复合化合物，可以通过用透射电子显微镜(TEM)由元素映射(elementalmapping)分析墨接收层。
生产方法
生产含有铝、硅和选自元素周期表的第2或第3族元素的至少一种元素的化合物的方法包括但不限于下列涉及使用第2或第3族元素化合物、铝化合物和硅烷偶联剂的第一和第二方法。
在第一方法中，使得第2或第3族元素化合物和铝化合物同时与硅烷偶联剂反应以生产复合化合物。特别地，将第2或第3族元素化合物和铝化合物加入到液体溶剂中，将硅烷偶联剂逐渐加入到溶液中同时搅拌溶液。可以使用水或醇作为液体溶剂，还可以使用水和醇的混合物。然后，进一步搅拌得到的溶液，这引起硅烷偶联剂的水解反应以生成硅烷醇(Si-OH)。然后，发生硅烷醇的缩合反应，形成硅烷低聚物；在该过程中，第2或第3族元素和铝被引入到硅烷低聚物中，形成具有-Si-O-M-O-Si-结构(M表示选自元素周期表的第2或第3族元素的至少一种元素)和-Si-O-Al-O-Si-结构的复合化合物。可以通过调节体系的pH和加热来控制硅烷偶联剂的水解反应和缩合反应。加热温度根据硅烷偶联剂的类型变化，通常可以为20℃至100℃。
换言之，可以通过下列步骤生产上述复合化合物：将第2或第3族元素化合物和铝化合物以及硅烷偶联剂加入到含有水和醇的至少任一种的液体溶剂中，然后液体溶剂中的硅烷偶联剂经历水解和缩合反应。
以下将描述第一方法的具体实例。通过溶解第2或第3族元素化合物(氯化镁六水合物)和铝化合物(聚氯化铝)制备水溶液，然后向水溶液中加入N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。然后，硅烷偶联剂水解，加热水解产物以引起脱水缩合，由此产生其中镁和铝被引入到硅烷低聚物的结构中的复合化合物。
在第二生产方法中，在含有水和醇的至少任一种的液体溶剂中形成第2或第3族元素化合物和铝化合物的任意一种与硅烷偶联剂的复合物，由此形成前驱体；形成第2或第3族元素化合物和铝化合物的另一种与所述前驱体的复合物，由此产生复合化合物。推测，由第二生产方法生产的复合化合物包括含有高比例的-Si-O-M-O-Si-结构(M表示选自元素周期表第2或第3族元素的至少一种元素)的部分和含有高比例的-Si-O-Al-O-Si-结构的部分。本发明人已经进行了研究并发现，由第二生产方法生产的复合化合物有助于提高图像的耐光性。认为该效果是由于下列原因实现的：该类复合化合物包括如上所述的含有高比例的多价金属的部分，从而有效地促进墨中包括的着色剂的聚集。
以下将分别详细描述作为含有第2或第3族元素、铝和硅的复合化合物的原料的第2或第3族元素化合物、铝化合物和硅烷偶联剂。
含有选自元素周期表第2和3族元素的至少一种元素的化合物
本文中的术语“选自元素周期表第2和3族元素的至少一种元素”指的是属于元素周期表的第2或第3族的元素。特别地，第2或第3族元素可以是选自镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钇(Y)、镧(La)和铈(Ce)的至少一种元素。
第2或第3族元素化合物的例子包括由第2或第3族元素的离子与有机或无机酸离子组成的盐、这些盐的水合物和第2或第3族元素的氧化物。有机酸离子的具体例子包括乙酸根离子和草酸根离子。无机酸离子的具体例子包括硫酸根离子、硝酸根离子、碳酸根离子、卤素离子和氢氧根离子。
第2或第3族元素化合物的具体例子包括乙酸镁四水合物，乙酸钙一水合物，乙酸锶半水合物，氯化钙，甲酸钙，硫酸钙，硫酸镁，氯化镁六水合物，柠檬酸镁九水合物，硝酸锶，乙酸钇n-水合物，氯化钇六水合物，硝酸钇六水合物，硝酸镧六水合物，氯化镧七水合物，乙酸镧倍半水合物，苯甲酸镧，氯化铈七水合物，硫酸铈四水合物，辛酸铈，氢氧化钙，氢氧化镁，氧化镁，氧化钇，氧化镧和氧化铈。本发明中使用的复合化合物可以含有多个第2或第3族元素。
复合化合物中含有的元素周期表第2或第3族元素的原子数优选是构成无机颜料的金属元素的原子数的至少0.001倍且至多0.03倍，更优选至少0.001倍且至多0.02倍。在元素周期表第2或第3族元素的原子数是金属元素的原子数的至少0.001倍的情况下，可以显示优异的耐臭氧性。在元素周期表第2或第3族元素的原子数是金属元素的原子数的至多0.03倍的情况下，可以有效降低在高温和高湿下图像中的渗色。在本发明中，可以通过感应耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定墨接收层中上述原子数的比例。在墨接收层中含有多种类型的无机颜料和第2或第3族元素的情况下，可以由这些元素的总数测定原子数的比率。
复合化合物中含有的元素周期表第2或第3族元素的原子数优选是复合化合物中含有的硅原子数的至少0.1倍且至多5倍，更优选至少0.5倍且至多2倍。
铝化合物
可以使用结构中含有铝的任何铝化合物；特别地，可以采用水溶性铝化合物。水溶性铝化合物的例子包括碱性聚氯化铝，聚氯化铝，硫酸铝，亚硫酸铝，硫代硫酸铝，硝酸铝九水合物和氯化铝六水合物。特别地，选自碱性聚氯化铝和聚氯化铝的一种材料可以用作本发明中使用的铝化合物。上述铝化合物可以单独使用，或两种或多种组合使用。
铝的原子数(C)与构成墨接收层中含有的无机颜料的金属元素(A)的原子数的比率(C/A)优选为0.001至0.05，更优选0.001至0.03。在原子数的比率(C/A)不低于0.001时，可以进一步降低在高温和高湿下保存的图像中的渗色。在原子数的比率(C/A)不大于0.05时，可以增强墨吸收性。可以通过感应耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定墨接收层中原子数的比率(C/A)。
复合化合物中含有的铝的原子数(C)与硅的原子数(X)的比率(C/X)优选为0.1至5，更优选0.2至3，并且尤其优选0.5至2。原子数的比率(C/X)可以如同原子数的比率(C/A)一样测定。
硅烷偶联剂
使用的硅烷偶联剂可以具有下列通式(1)表示的结构
RpSiX4-p  (1)
在通式(1)中，R表示烃基，X表示可水解基团，并且p是1至3的整数。在含有多个R的情况下(p=2或3)，这些R彼此可以相同或者不同。
通式(1)中由R表示的烃基的例子包括烷基、烯基和芳基。此外，R可以具有取代基。这样的取代基的例子包括烷基，烯基，芳基，炔基，芳烷基，氨基，二氨基，环氧基，巯基，环氧丙氧基，甲基丙烯酰氧基，酰脲基，氯基，氰基，异氰酸酯基和乙烯基。R的碳原子数可以是2至10。在碳原子数不少于两个时，可以易于显示足够的疏水性。在碳原子数不多于十个时，可以抑制由于增强的疏水性而导致的复合化合物的分散稳定性的降低，此外，可以提高复合化合物对无机颜料的附着。X的例子包括烷氧基、烷氧基烷氧基、卤原子和酰氧基。其具体实例包括甲氧基、乙氧基和氯基。
硅烷偶联剂的具体例子包括二烷氧基硅烷化合物，如甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，甲基三氯硅烷，乙烯基三氯硅烷，乙烯基三乙酰氧基硅烷，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷，β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷，γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，γ-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷，N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-巯基丙基三甲氧基硅烷，γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-氯丙基三甲氧基硅烷，γ-氯丙基甲基二氯硅烷，γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷，γ-脲基丙基三乙氧基硅烷，γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷，和十八烷基二甲基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵；二酰氧基硅烷化合物；三烷氧基硅烷化合物；三酰氧基硅烷化合物；三苯氧基硅烷化合物；和它们的水解产物。这些硅烷偶联剂可以单独使用，或两种或更多组合使用。
(2)无机颜料
在本发明中，墨接收层中含有的无机颜料可以具有不小于1nm的平均一次粒径。此外，平均一次粒径优选不大于1μm，更优选不大于50nm。而且，为了形成显示良好的墨吸收性以增强墨的定影性的多孔结构，平均一次粒径尤其优选不大于20nm。本文中的术语“无机颜料的平均一次粒径”指的是当通过电子显微镜观察无机颜料时与无机颜料的一次颗粒的投影面积具有相等面积的圆的数均直径。在此，进行测量至少100个颗粒。
在本发明中，墨接收层中无机颜料的含量(质量%)可以为70质量%-95质量%。在无机颜料的含量不小于70质量%时，墨的定影性进一步得以增强。在无机颜料的含量大于95质量%时，在某些情况下，在形成墨接收层期间发生裂纹。
在本发明中，在形成墨接收层的过程中无机颜料的加入量(g/m2)可以是8g/m2至45g/m2。
在本发明中使用的无机颜料的例子包括：水合氧化铝，氧化铝，二氧化硅，胶体二氧化硅，二氧化钛，沸石，高岭土，滑石，水滑石，氧化锌，氢氧化锌，硅酸铝，硅酸钙，硅酸镁，氧化锆和氢氧化锆。这些无机颜料可单独使用，或两种或多种组合使用。在这些无机颜料中，可以采用水合氧化铝和二氧化硅，因为此类无机颜料使能够形成表现出高的墨吸收性的多孔结构。
水合氧化铝
墨接收层中可含有由通式(2)表示的水合氧化铝：
Al2O3-n(OH)2n·mH2O    (2)
在通式(2)中，n表示0、1、2或3；m表示0至10、优选0至5的值。在大多数情况下，mH2O表示不参与晶格的形成的可脱离的水相，因此m可以表示非整数的值。当加热水合氧化铝时，在某些情况下m可以是0。然而，m和n不同时表示0。
在本发明中，可以通过已知的方法生产水合氧化铝。此类已知方法的具体例子包括涉及烷氧基铝的水解的方法、涉及铝酸钠的水解的方法、涉及用例如硫酸铝或者氯化铝的水溶液中和铝酸钠水溶液的方法。
已知基于热处理的温度水合氧化铝具有不同的晶体结构，如非晶质结构、三水铝石结构和勃姆石结构，并且可以使用具有选自此类结构的任何晶体结构的水合氧化铝。在这些结构中，本发明优选采用当通过X-射线衍射法分析时显示勃姆石结构或者非晶质结构的水合氧化铝。其具体例子包括日本专利特开7-232473、8-132731、9-66664和9-76628中公开的水合氧化铝，以及商购的产品，如Disperal HP14(由Sasol Limited制造)和Disperal HP18(由Sasol Limited制造)。这些水合氧化铝可以单独使用，或者两种或多种组合使用。
在本发明中，水合氧化铝的孔容积优选为0.3ml/g至1.0ml/g，更优选0.35ml/g至0.9ml/g。由BET法测定的水合氧化铝的比表面积优选为50m2/g至350m2/g，更优选100m2/g至250m2/g。BET方法是通过气相吸附法测量粉末的表面积的方法之一，其中由吸附等温线测定1g样品的总表面积，即比表面积。通常，在大多数情况下使用氮气作为吸附气体，由吸附气体的压力或体积的变化测量吸附量。Brunauer-Emmett-Teller方程式是最有名的表达多分子吸附等温线的方程式，其被称为BET法并且广泛用于测定比表面积。通过BET方程式得到吸附量，得到的吸附量乘以表面上吸附的一个分子占据的面积，由此确定比表面积。在BET法中，相对压力与吸附气体的量之间的关系是通过氮吸附-解吸方法在几个点处测定的，并且通过最小二乘法获得图的斜率和截距，由此导出比表面积。因此，为了提高测量的精度，可以优选在5个或更多点、更优选10个或更多点处测定相对压力与吸附气体的量之间的关系。
在本发明中，在形成墨接收层的过程中水合氧化铝的加入量(g/m2)优选不少于15g/m2。此外，该量更优选为25g/m2至45g/m2。在水合氧化铝的量不少于25g/m2的情况下，墨的定影性得以进一步增强。在水合氧化铝的量高于45g/m2的情况下，在某些情况下在形成墨接收层期间发生裂纹。
二氧化硅
通常，基于其生产过程可以将墨接收层中含有的二氧化硅大致分类为湿法和干法(气相法)二氧化硅。在已知的湿法中，活性二氧化硅通过硅酸盐的酸解产生，然后适当聚合以通过聚集和沉降得到含水二氧化硅。另一方面，在已知的干法(气相法)中，通过卤化硅在高温的气相水解(火焰水解法)或者通过在电炉中经电弧加热、还原和蒸发硅砂和焦炭然后在空气中氧化该产物(电弧法)得到无水二氧化硅。在本发明中，可以使用通过干法(气相法)得到的二氧化硅(下文中也称为“气相法二氧化硅”)。出于下列原因使用气相法二氧化硅：气相法二氧化硅具有特别大的比表面积，并因此显示高的墨吸收性和高的墨保持效率，并且气相法二氧化硅具有低折射率，并因此赋予接收层以透明性，这带来良好的显色性。气相法二氧化硅的具体实例包括Aerosil(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)和Reolosil QS型(由Tokuyama Corporation制造)。
在本发明中，通过BET法测量的气相法二氧化硅的比表面积优选为90m2/g至400m2/g，更优选200m2/g至350m2/g。
在本发明中，在形成墨接收层的过程中加入的气相法二氧化硅的量(g/m2)优选不少于8g/m2。此外，气相法二氧化硅的量更优选为10g/m2至30g/m2。在气相法二氧化硅的量不少于10g/m2的情况下，墨的定影性得以进一步增强。在气相法二氧化硅的量高于30g/m2的情况下，在某些情况下在形成墨接收层期间发生裂纹。
无机颜料的表面处理
在本发明中，可以用上述复合化合物对所述无机颜料进行表面处理。用上述复合化合物的表面处理可以减少无机颜料表面上产生的酸点，这可以进一步增强图像的耐臭氧性。在含有用复合化合物进行表面处理的无机颜料的涂布液中的分散稳定性比分别含有复合化合物和无机颜料的涂布液中高。因此，通过向基材上施涂该涂布液形成的墨接收层显示出高透明性，这可以进一步增强要形成的图像的显色性。
可以用X-射线光电子能谱法(XPS)确认无机颜料是否已经用上述复合化合物表面处理。特别地，与未经表面处理的无机颜料中原子轨道的光谱中的峰位置相比，用复合化合物进行表面处理的无机颜料中原子轨道的光谱中的峰位置化学位移至较低能量侧。因此，为了确认具体的无机颜料是否已经用复合化合物表面处理，用XPS测量该无机颜料中原子轨道的光谱中的峰位置，并将得到的峰位置与未经表面处理的无机颜料中原子轨道的光谱中的峰位置比较；如果确认峰位置化学位移至较低的能量侧，可以确定该无机颜料是表面处理过的无机颜料。例如在水合氧化铝的情况下，无机颜料中的原子轨道的光谱指的是铝原子的2p轨道的光谱和其2s轨道的光谱。
在无机颜料的表面处理的一个实例中，通过将复合化合物和无机颜料分散在溶剂如水中而制备的分散液用烘箱来加热干燥或者用喷雾干燥器来喷雾干燥。涉及用喷雾干燥器喷雾干燥的表面处理使复合化合物能够均匀存在于无机颜料的表面上，因此可以采用。在干燥期间的加热温度为100℃或更高。在无机颜料为水合氧化铝的情况下，在高于400℃温度下的干燥将水合氧化铝相转变为α-氧化铝相，因此温度可以为400℃或更低。
特别地，无机颜料的表面处理可以包括下列过程：(i)分散，(ii)pH调节和(iii)表面处理，其可以抑制用于形成墨接收层的涂布液在其制备期间粘度的增加，并且增强墨的定影性。
(i)分散过程
分散过程包括第一分散步骤和第二分散步骤。所述第一和第二分散步骤中的任一步骤都可以预先进行，或者这两个步骤可以同时进行。
在第一分散步骤中，将无机颜料分散在含有水或醇的液体溶剂中以生产无机颜料分散液。在第二分散步骤中，将复合化合物分散在含有水或醇的液体溶剂中以生产复合化合物分散液。在第一和第二步骤中，可以使用例如均质混和机、搅拌机、球磨机或者超声波分散机。
(ii)pH调节过程
在pH调节过程中，对在分散过程中生产的无机颜料分散液和复合化合物分散液进行pH调节，以使得复合化合物分散液的pH2与无机颜料分散液的pH1之间的差(pH2-pH1)不大于1.6。在pH调节过程中，可以通过任何技术调节pH；例如向各个分散液中加入酸或碱。由于下列原因，以此方式调节pH。
在无机颜料分散液中，在无机颜料到液体溶剂的界面处产生的双电层使无机颜料能够稳定分散。在此类无机颜料分散液与复合化合物分散液混合的情况下，在混合期间各个分散液之间大的pH差打破上述双电层，这导致无机颜料的分散稳定性降低。因此，可以预先调节无机颜料分散液的pH1和复合化合物分散液的pH2，以使pH2和pH1之间的差(pH2-pH1)优选不大于1.6。另外，pH2-pH1更优选不大于1.0。在本发明中，为了尽可能降低无机颜料的分散状态的变化，可以调节复合化合物分散液的pH2，而不用调节无机颜料分散液的pH1。无机颜料分散液的pH1可以为2至6。复合化合物分散液的pH2优选为1至7.5，更优选2至7。
(iii)表面处理过程
在表面处理过程中，将在pH调节过程中进行pH调节的颜料分散液和复合化合物分散液混合，然后加热以用复合化合物处理无机颜料的表面。加热该混合液会导致混合液中含有的液体溶剂蒸发，因此可以用复合化合物有效地处理无机颜料的表面。
可以通过任何方法混合颜料分散液和复合化合物分散液；复合化合物分散液可以滴加到无机颜料分散液中，或者无机颜料分散液可以滴加到复合化合物分散液中。无机颜料分散液和复合化合物分散液可以同时放入空的容器中。可以通过任何方法加热颜料分散液和复合化合物分散液的混合液，并且可以适当使用已知的加热器，如烘箱和喷雾干燥器。混合液的加热温度可以不低于100℃以有效地从体系中除去液体溶剂，如水和醇。此外，温度可以不高于400℃以减少无机颜料颗粒的粗大化和相转移。尽管加热时间没有特别限定，加热可以进行直到混合液中的液体溶剂蒸发。例如，在120℃加热混合液的情况下，加热可以进行3小时或更长。
(3)粘结剂
在本发明中，墨接收层含有粘结剂。可以使用将无机颜料颗粒彼此粘结用于成膜并且不损害本发明效果的任何粘结剂。
粘结剂的例子包括淀粉衍生物，如氧化淀粉、醚化淀粉和磷酸化淀粉；纤维素衍生物，如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素；酪蛋白，明胶，大豆蛋白，聚乙烯醇(PVA)，及其衍生物；共轭聚合物胶乳，如聚乙烯基吡咯烷酮，马来酸酐树脂，苯乙烯-丁二烯共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物；丙烯酸类聚合物胶乳，如丙烯酸酯聚合物和甲基丙烯酸酯聚合物；乙烯基聚合物胶乳，例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；上述聚合物的官能团改性的聚合物胶乳，其由含官能团如羧基的单体制备；通过用阳离子基团将上述聚合物阳离子化制备的产物；通过用阳离子表面活性剂将上述聚合物的表面阳离子化制备的产物；通过在阳离子聚乙烯醇的存在下聚合上述聚合物以便将聚乙烯醇分布在聚合物表面上而制备的产物；通过在阳离子胶体颗粒的悬浮分散液中聚合上述聚合物以便将阳离子胶体颗粒分布在聚合物表面上而制备的产物；热固性合成树脂例如三聚氰胺树脂和脲醛树脂的水性粘结剂；甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的聚合物树脂和共聚物树脂，如聚甲基丙烯酸甲酯；以及合成树脂系粘结剂，如聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛和醇酸树脂。这些粘结剂可以单独使用，或两种或多种组合使用。
在这些粘结剂中，可以使用聚乙烯醇(PVA)及其衍生物。聚乙烯醇衍生物的例子包括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乙醛。PVA可以通过例如聚醋酸乙烯酯的水解(皂化)合成。PVA的皂化度优选是80mol%至100mol%，更优选85mol%至100mol%。皂化度是通过在聚醋酸乙烯酯的皂化生产聚乙烯醇中的皂化反应产生的羟基的摩尔数的比率，并且是根据JIS-K6726得到的值。PVA的平均聚合度不小于1,500，更优选2,000至5,000。本文中术语“平均聚合度”指的是根据JIS-K6726得到的平均聚合度。
在本发明的记录介质的墨接收层中，无机颜料的含量以质量比计可以是粘结剂含量的至少5倍且至多30倍。
(4)交联剂
在本发明中，墨接收层可以含有交联剂。交联剂的例子包括醛化合物、三聚氰胺化合物、异氰酸酯化合物、锆化合物、酰胺化合物、铝化合物、硼酸和硼酸盐。这些交联剂可以单独使用，或两种或多种组合使用。在这些交联剂中，可以采用硼酸和硼酸盐，因为此类交联剂可以显著有助于降低墨接收层的裂纹的效果。
可用的硼酸的例子包括原硼酸(H3BO3)、偏硼酸和连二硼酸。硼酸盐可以是这些硼酸的水溶性盐。此类盐的例子包括硼酸的碱金属盐，如硼酸的钠盐和钾盐；硼酸的碱土金属盐，如硼酸的镁盐和钙盐；以及硼酸的铵盐。其中，从涂布液的经时稳定性和降低裂纹的效果的角度，可以采用原硼酸。
使用的硼酸和硼酸盐的量可以基于例如生产条件适当地选择，硼酸或硼酸盐的含量相对于墨接收层中粘结剂的含量可以是5.0质量%至50.0质量%。(5)其它组分
为了将无机颜料均匀分散在溶剂如水中，可以向用于形成墨接收层的涂布液中加入抗絮凝剂。酸可以用作此类抗絮凝剂。可以用作抗絮凝剂的酸的例子包括有机酸，如乙酸、甲酸、草酸和烷基磺酸(例如甲磺酸、乙磺酸、丁磺酸和异丙磺酸)；以及无机酸，如硝酸、盐酸和硫酸。
用于形成墨接收层的涂布液可以任选地含有阳离子聚合物。特别地，在使用二氧化硅作为无机颜料的情况下，从图像的耐水性的观点，涂布液可以含有阳离子聚合物。阳离子聚合物的例子包括季铵盐、多胺、烷基胺、卤化季铵盐、阳离子性聚氨酯树脂、胺-表氯醇加聚产物、二卤化物-二胺的加聚产物、聚脒、乙烯基聚合物、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧基乙基-β-羟乙基二甲基氯化铵、聚亚乙基亚胺、聚烯丙基胺及其衍生物、聚酰胺-聚胺树脂、阳离子化淀粉、双氰胺甲醛缩合物(dicyandiamide formalincondensate)、二甲基-2–羟丙基铵盐聚合物、聚脒、聚乙烯基胺、二氰基系阳离子树脂、聚胺阳离子树脂、表氯醇-二甲胺加成聚合物、二甲基二烯丙基氯化铵-SO2共聚物、二烯丙基胺盐-SO2共聚物、含有在酯部分具有季铵盐取代的烷基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物、具有季铵盐取代的烷基的苯乙烯基型聚合物、聚酰胺树脂、聚酰胺-表氯醇树脂和聚酰胺聚胺-表氯醇树脂。
在本发明中，墨接收层可以进一步含有其它添加剂。此类添加剂的例子包括增稠剂、pH调节剂、润滑剂、流动性改性剂、表面活性剂、消泡剂、耐水性添加剂、抑泡剂、脱模剂、发泡剂、渗透剂、着色染料、荧光增白剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂和防腐剂。
基材
在本发明中使用的基材可以由纸制成，如高光泽印刷纸、钡地纸或树脂涂布纸(表面涂布有树脂如聚烯烃的纸)。此外，也可以采用由以下树脂形成的透明热塑性膜：聚乙烯，聚丙烯，聚酯，聚乳酸，聚苯乙烯，聚醋酸酯，聚氯乙烯，醋酸纤维素，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。此外，也可以使用下列材料：适当施胶的纸，未施胶纸，涂布纸，或由通过加入无机物质或微细发泡体而不透明化的膜制成的薄片状材料(例如合成纸)。此外，也可使用玻璃或金属片材。此外，为了增强基材与形成在其上的层之间的粘合强度，可以对基材表面进行例如电晕放电处理或形成各种底涂层。从记录介质的光泽感的观点，也可以采用树脂涂布纸作为基材。
生产记录介质的方法
本发明的记录介质可以通过任何方法生产，并且用于生产记录介质的方法可以包括将用于形成墨接收层的涂布液涂布到基材的方法。以下将描述生产记录介质的方法。
形成基材的方法
本发明的记录介质的基材可以通过常用的生产纸的方法生产。造纸机的例子包括长网造纸机、圆网造纸机、滚筒造纸机(drum papermaking machine)和双网造纸机。
在本发明的记录介质中，可以通过通常在造纸中采用的施胶压榨将例如轻质碳酸钙、重质碳酸钙、氧化铝、二氧化硅或硅酸盐等的多孔材料涂布到基材上。可以使用任何常用的涂布技术施涂多孔材料。此类技术的具体例子包括涉及水平辊式涂布机(gate roll coater)、施胶压榨、刮棒涂布机、刮刀涂布机、气刀涂布机、辊式涂布机、红染涂布机(blush coater)、帘式涂布机、凹版涂布机和喷涂设备的技术。得到的基材可以进行压光机处理、热压光机处理或者超压光机处理以使其表面平滑。
形成墨接收层的方法
在本发明的记录介质中，尽管可以通过任何方法在基材上形成墨接收层，但可以采用下列两种方法中的任一种。在第一种方法中，由复合化合物、无机颜料和粘结剂制备用于形成墨接收层的涂布液，然后施涂到基材上。在第二种方法中，由无机颜料和粘结剂制备用于形成墨接收层的涂布液，然后施涂到基材上，随后将由复合化合物制备的涂布液施涂到得到的基材上。可以采用“形成基材的方法”中提及的任何涂布技术。将要施涂的涂布液的量以干燥固成分计可以为5g/m2至45g/m2。在量不少于5g/m2时，可以进一步增强墨的定影性。在量不大于45g/m2时，可以减少裂纹的发生。形成墨接收层之后，记录介质的表面可以进行压光机处理、热压光机处理或者超压光机处理以使其平滑。
实施例
以下将参考实施例和比较例更具体地描述本发明。在本发明的范围内，本发明不限于实施例。
记录介质的生产
实施例1
向20g离子交换水中加入6.099g作为第2或第3族元素化合物的氯化镁六水合物，随后向溶液中加入5.098g作为铝化合物的聚氯化铝，然后用均质混合机T.K.ROBOMIX(由PRIMIX Corporation制造)搅拌得到的溶液，以制备氯化镁六水合物和聚氯化铝溶于其中的水溶液。然后，向所述水溶液中逐渐加入7.935g作为硅烷偶联剂的N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KBE-603，由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)。随后将混合物搅拌5小时以引起硅烷偶联剂的水解和缩合反应，由此制备含有含镁、铝和硅的复合化合物的悬浮液。
通过向350g离子交换水中加入1.2g甲磺酸和100g作为无机颜料的水合氧化铝(Disperal HP14，由Sasol Limited制造)制备分散液，将3.262g如上制备的含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时用均质混合机搅拌所述分散液。向得到的分散液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体1。
然后，将作为粘结剂的聚乙烯醇PVA235(由KURARAY CO.,LTD.制造，聚合度：3,500，皂化度：88%)溶于离子交换水中以生产固成分浓度为8.0质量%的PVA水溶液。将如上制备的颜料分散体1与PVA水溶液混合，以使得相对于100质量%的水合氧化铝的固成分，PVA的固成分为10质量%。向所述混合物中加入3.0质量%的硼酸水溶液，以使得相对于100质量%的水合氧化铝的固成分，硼酸的固成分为1.5质量%。通过该方法生产涂布液。
将所述涂布液施涂到作为基材的100-μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(Melinex705，由Teijin DuPont Films Japan Limited制造)的一个表面上，然后在110℃干燥，从而生产具有含复合化合物的墨接收层的记录介质。施涂到墨接收层的涂布液的干燥状态的量为35g/m2。在复合化合物中，镁原子数与硅原子数的比率(Mg/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算，并且各个比率为1。
将在记录介质的生产中生产的含复合化合物的悬浮液的一部分在110℃干燥固化，然后用研钵粉碎以生产含复合化合物的粉末。用X-射线衍射法(XRD)分析粉末。图2是通过分析得到的XRD图。在XRD分析中，使用采用Cu-Kα射线的X-射线衍射仪D8ADVANCE(由Bruker AXS K.K.制造)。通过连续扫描得到衍射图案，其中数据是在2θ=10°至80°、2°/min的扫描速度下、并且在各个2θ=0.02°下记录来采集。从图2中很清楚，未检测到如用作原料的如氯化镁六水合物和聚氯化铝等的镁盐和铝盐的衍射峰。相反，在27°、40°和57°观察到宽峰，这表明获得具有无定形结构并含有镁、铝和硅的复合化合物。换句话说，复合化合物具有将镁和铝引入其中的硅氧烷键(即，-Si-O-Mg-O-Si-结构和-Si-O-Al-O-Si-结构)。
实施例2
按照实施例1生产含有复合化合物的悬浮液，所述复合化合物含有镁、铝和硅。然后，将100g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14加入到670g离子交换水中制备分散液，并用均质混合机搅拌所述分散液。然后，将3.262g含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时保持搅拌所述分散液，搅拌再进行一小时。用喷雾干燥器干燥得到的分散液，以制备用含镁、铝和硅的复合化合物进行表面处理的水合氧化铝。加热温度为170℃。
然后，将0.72g甲磺酸和60g表面处理过的水合氧化铝加入到210g离子交换水中，并用均质混合机搅拌所述混合物。然后，向得到的混合物中加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体2。
除了使用以此方式生产的颜料分散体2代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产具有含水合氧化铝、PVA和复合化合物的墨接收层的记录介质，其中所述复合化合物含有镁、铝和硅。在复合化合物中，镁原子数与硅原子数的比率(Mg/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算，并且各个比率为1。用XPS分析颜料分散体2，发现与表面处理前的铝原子的2p轨道光谱和2s轨道光谱中的峰位置相比，在构成水合氧化铝的铝原子的2p轨道光谱和2s轨道光谱中峰位置分别偏移到较低能量侧。该结果显示出颜料分散体2中含有的颜料已经用复合化合物处理过。
实施例3
在用均质混合机T.K.ROBOMIX搅拌20g离子交换水的状态下，将6.642g作为硅烷偶联剂的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KBE-903，由Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.制造)逐渐滴加到离子交换水中，以生产含硅烷偶联剂的水溶液。向该水溶液中滴加通过将6.441g作为第2或第3族元素化合物的乙酸锶半水合物溶于15g离子交换水中制备的水溶液，并将混合物搅拌5小时以生产含有由硅烷偶联剂和乙酸锶半水合物得到的复合化合物的悬浮液。向该悬浮液中加入通过将1.699g作为铝化合物的聚氯化铝溶于15g离子交换水中制备的水溶液，并将该混合物搅拌5小时，以生产含有含锶、铝和硅的复合化合物的悬浮液。分析得到的化合物得到XRD图，并且XRD图显示所述化合物具有将锶和铝引入其中的硅氧烷键(即，-Si-O-Sr-O-Si-结构和-Si-O-Al-O-Si-结构)。
然后，将100g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14加入到670g离子交换水中制备分散液，并用均质混合机搅拌所述分散液。然后，将18.001g含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时使分散液保持搅拌，并继续搅拌一小时。用喷雾干燥器干燥得到的分散液，以制备用含锶、铝和硅的复合化合物进行表面处理的水合氧化铝。加热温度为170℃。
然后，将0.72g甲磺酸和60g表面处理过的水合氧化铝加入到210g离子交换水中，并用均质混合机搅拌所述混合物。然后，向得到的混合物中加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体3。
除了使用以此方式生产的颜料分散体3代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产具有含水合氧化铝、PVA和复合化合物的墨接收层的记录介质，其中所述复合化合物含有锶、铝和硅。在复合化合物中，锶原子数与硅原子数的比率(Sr/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算；前者为1，后者为0.3。
实施例4
向30g离子交换水中加入5.146g作为第2或第3族元素化合物的乙酸镧倍半水合物，随后向其中加入5.132g作为铝化合物的硫酸铝，然后用均质混合机T.K.ROBOMIX搅拌溶液，以制备乙酸镧倍半水合物和硫酸铝溶于其中的水溶液。然后，向所述水溶液中逐渐加入6.642g作为硅烷偶联剂的3-氨基丙基三乙氧基硅烷KBE-903。然后，将得到的溶液搅拌5小时以引起硅烷偶联剂的水解和缩合反应，由此制备含有含镧、铝和硅的复合化合物的悬浮液。分析得到的化合物以得到XRD图，并且XRD图显示所述化合物具有将镧和铝引入其中的硅氧烷键(即，-Si-O-La-O-Si-结构和-Si-O-Al-O-Si-结构)。
然后，将100g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14加入到670g离子交换水中制备分散液，并用均质混合机搅拌所述分散液。然后，将10.430g含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时保持搅拌该分散液，并继续搅拌一小时。用喷雾干燥器干燥得到的分散液，以制备用含镧、铝和硅的复合化合物进行表面处理的水合氧化铝。加热温度为170℃。
然后，将0.72g甲磺酸和60g表面处理过的水合氧化铝加入到210g离子交换水中，并用均质混合机搅拌所述混合物。然后，向得到的混合物中加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体4。
除了使用以此方式生产的颜料分散体4代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产具有含水合氧化铝、PVA和复合化合物的墨接收层的记录介质，其中所述复合化合物含有镧、铝和硅。在复合化合物中，镧原子数与硅原子数的比率(La/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算，各个比率为1。
实施例5
将氧化钇溶胶用作含第2或第3族元素化合物的溶胶，并将硝酸铝九水合物用作铝化合物。氧化钇溶胶含有离子交换水和10质量%的分散在其中的氧化钇，溶胶中的氧化钇具有100nm的平均粒径，平均粒径通过Zeta电位及粒径分析仪ELSZ-2(由Otsuka Electronics Co.,Ltd.制造)测量。向45.162g的氧化钇溶胶中加入7.503g硝酸铝九水合物。在用均质混合机T.K.ROBOMIX搅拌所述混合物的状态下，向混合物中逐渐加入3.928g作为硅烷偶联剂的3-巯基丙基三甲氧基硅烷(KBM-803，由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)。将得到的混合物进一步搅拌5小时以得到含有含钇、铝和硅的复合化合物的悬浮液。分析得到的化合物以得到XRD图，并且XRD图显示所述化合物具有将钇和铝引入其中的硅氧烷键(即，-Si-O-Y-O-Si-结构和-Si-O-Al-O-Si-结构)。
然后，通过将1.2g甲磺酸和100g作为无机颜料的水合氧化铝DisperalHP14加入到350g离子交换水中，将47.176g含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时用均质混合机搅拌分散液。向得到的分散液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体5。
除了使用以此方式生产的颜料分散体5代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产具有含水合氧化铝、PVA和复合化合物的墨接收层的记录介质，其中所述复合化合物含有钇、铝和硅。在复合化合物中，钇原子数与硅原子数的比率(Y/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算，各个比率为1。
实施例6
将氧化铈溶胶用作含第2或第3族元素化合物的溶胶，并将氯化铝六水合物用作铝化合物。氧化铈溶胶含有离子交换水和10质量%的分散在其中的氧化铈，溶胶中的氧化铈具有8nm的平均粒径，平均粒径用Zeta电位及粒径分析仪ELSZ-2测量。向68.844g的氧化铈溶胶中加入7.243g氯化铝六水合物。在用均质混合机T.K.ROBOMIX搅拌所述混合物的状态下，向混合物中逐渐加入9.452g作为硅烷偶联剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KBE-403，由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)。将得到的混合物进一步搅拌5小时以得到含有含铈、铝和硅的复合化合物的悬浮液。分析得到的化合物以得到XRD图，并且XRD图显示所述化合物具有将铈和铝引入其中的硅氧烷键(即，-Si-O-Ce-O-Si-结构和-Si-O-Al-O-Si-结构)。
然后，通过将1.2g甲磺酸和100g作为无机颜料的水合氧化铝DisperalHP14(由Sasol Limited制造)加入到320g离子交换水中来制备分散液，将71.306g含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时用均质混合机搅拌分散液。向得到的分散液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体6。
除了使用以此方式生产的颜料分散体6代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产具有含水合氧化铝、PVA和复合化合物的墨接收层的记录介质，其中所述复合化合物含有铈、铝和硅。在复合化合物中，铈原子数与硅原子数的比率(Ce/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算；前者为1，后者为0.8。
实施例7
向20g离子交换水中加入7.085g作为第2或第3族元素化合物的硝酸钙四水合物，随后向溶液中加入5.098g作为铝化合物的聚氯化铝，然后用均质混合机T.K.ROBOMIX搅拌得到的溶液，以制备硝酸钙四水合物和聚氯化铝溶于其中的水溶液。然后，向所述水溶液中逐渐加入7.935g作为硅烷偶联剂的N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KBE-603)。随后将混合物搅拌5小时以引起硅烷偶联剂的水解和缩合反应，由此制备含有含钙、铝和硅的复合化合物的悬浮液。分析得到的化合物以得到XRD图，并且XRD图显示所述化合物具有将钙和铝引入其中的硅氧烷键(即，-Si-O-Ca-O-Si-结构和-Si-O-Al-O-Si-结构)。
然后，将250g离子交换水与30g无机颜料(气相法二氧化硅，AEROSIL380，由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)和1.2g阳离子聚合物(二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，SHALLOL DC902P，由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)混合，并将该混合物用行星式球磨机P-6(由Fritsch GmbH制造)和具有5mm粒径的锆珠以200rpm处理5分钟，由此得到二氧化硅颗粒分散体。
向二氧化硅颗粒分散体中加入1.002g含复合化合物的悬浮液；进一步向其中加入离子交换水以将固成分浓度调节为10质量%。将产物用行星式球磨机P-6和具有5mm粒径的锆珠以200rpm处理5分钟，由此生产颜料分散体7。
然后，将聚乙烯醇PVA235(聚合度：3,500，皂化度：88%)溶于离子交换水中生产固成分浓度为8.0质量%的PVA水溶液。将如上制备的颜料分散体7与PVA水溶液混合，以使得相对于100质量%气相法二氧化硅的固成分，PVA的固成分为20质量%。向所述混合物中加入3.0质量%的硼酸水溶液，以使得相对于100质量%气相法二氧化硅的固成分，硼酸的固成分为4.0质量%，由此生产涂布液。
将所述涂布液施涂到作为基材的100-μm厚的PET膜Melinex705的一个表面上，然后在110℃下加热，从而生产具有含二氧化硅、PVA和复合化合物的墨接收层的记录介质，所述复合化合物含有钙、铝和硅。施涂到墨接收层的涂布液的干燥状态的量为30g/m2。在复合化合物中，钙原子数与硅原子数的比率(Ca/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算，并且各个比率为1。
实施例8
按照实施例6制备含有含铈、铝和硅的复合化合物的悬浮液。然后，通过将1.2g甲磺酸和100g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14加入到280g离子交换水中制备分散液，并将100g含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时用均质混合机搅拌分散液。向得到的分散液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体14。
除了使用以此方式生产的颜料分散体14代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产具有含水合氧化铝、PVA和复合化合物的墨接收层的记录介质，其中所述复合化合物含有铈、铝和硅。在复合化合物中，铈原子数与硅原子数的比率(Ce/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算；前者为1，后者为0.8。
比较例1
将1.2g甲磺酸和100g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14加入到350g离子交换水中，用均质混合机搅拌该溶液。然后，向得到的溶液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体8。
除了使用以此方式生产的颜料分散体8代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产具有墨接收层的记录介质，所述墨接收层中没有含第2或第3族元素、铝和硅的复合化合物。
比较例2
向20g离子交换水中逐渐加入7.935g作为硅烷偶联剂的N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KBE-603)。随后将溶液搅拌5小时以引起硅烷偶联剂的水解和缩合反应。
然后，将100g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14加入到670g离子交换水中制备分散液，并用均质混合机搅拌所述分散液。然后，将2.329g经历硅烷偶联剂的水解和缩合反应的溶液加入到分散液中，同时保持搅拌分散液，并进一步搅拌1小时。用喷雾干燥器干燥得到的分散液，以制备用硅烷偶联剂进行表面处理的水合氧化铝。加热温度为170℃。
然后，将0.72g甲磺酸和60g表面处理过的水合氧化铝加入到210g离子交换水中，并用均质混合机搅拌所述溶液。然后，将0.305g氯化镁六水合物和0.255g聚氯化铝加入到得到的溶液中，并将该混合物搅拌30分钟。随后向得到的混合物中加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体9。
除了使用以此方式生产的颜料分散体9代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产记录介质。在墨接收层中，镁原子数与硅原子数的比率(Mg/Si)由ICP-OES计算；该比率为1。
比较例3
向350g离子交换水中加入1.2g甲磺酸和100g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14，用均质混合机搅拌所述溶液。然后，将0.508g氯化镁六水合物和0.425g聚氯化铝加入到得到的溶液中，并将该混合物搅拌30分钟。随后向得到的混合物中加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体10。
除了使用以此方式生产的颜料分散体10代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产记录介质。
比较例4
为了生产二氧化硅颗粒分散体，将250g离子交换水与30g无机颜料(气相法二氧化硅，AEROSIL380)和1.2g阳离子聚合物(二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，SHALLOL DC902P)混合，并将该混合物用行星式球磨机P-6和具有5mm粒径的锆珠以200rpm处理5分钟。
向以此方式生产的二氧化硅颗粒分散体中加入离子交换水以将固成分浓度调节为10质量%，由此生产颜料分散体11。除了使用颜料分散体11代替颜料分散体7之外，按照实施例7生产记录介质。换句话说，生产具有墨接收层的记录介质，其中所述墨接收层没有含第2或第3族元素、铝和硅的复合化合物。
比较例5
在用均质混合机T.K.ROBOMIX搅拌42.67g离子交换水的状态下，将10.67g作为硅烷偶联剂的3-氨基丙基三甲氧基硅烷(KBM-903，由Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造)逐渐滴加到离子交换水中。然后，向产物中加入22.22g的20%的乳酸的水溶液，将该混合物搅拌10分钟。然后，向得到的混合物中加入通过将7.18g氯氧化锆八水合物溶于28.37g离子交换水中制备的水溶液，将该混合物在50℃加热2小时，同时搅拌，由此得到含有源自硅烷偶联剂和氯氧化锆八水合物的复合化合物的悬浮液。
通过将1.2g甲磺酸和100g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14(由Sasol Limited制造)加入到350g离子交换水中制备分散液，将10.81g上述制备的含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时用均质混合机搅拌分散液。向得到的分散液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体12。
除了使用颜料分散体12代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产记录介质。在复合化合物中，锆原子数与硅原子数的比率(Zr/Si)由ICP-OES计算，并且该比率为0.7。
比较例6
通过将1.07g作为第2或第3族元素化合物的乙酸镁四水合物加入到30g离子交换水中，然后用均质混合机T.K.ROBOMIX(由PRIMIX Corporation制造)搅拌该溶液来制备乙酸镁水溶液。然后，将0.44g作为硅烷偶联剂的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KBE-903，由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)逐渐添加到所述水溶液中。随后将该混合物搅拌5小时以引起硅烷偶联剂的水解和缩合反应，由此生产含复合化合物的悬浮液，所述复合化合物含有镁和硅。
通过将0.72g甲磺酸和60g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14(由Sasol Limited制造)加入到220g离子交换水中制备分散液，将3.262g上述制备的含复合化合物的悬浮液加入到分散液中，同时用均质混合机搅拌分散液。向得到的分散液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体13。
除了使用颜料分散体13代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产记录介质。在复合化合物中，镁原子数与硅原子数的比率(Mg/Si)由ICP-OES计算，并且该比率为2.5。
比较例7
向50g离子交换水中加入10g作为铝化合物的氯化铝六水合物，然后用均质混合机T.K.ROBOMIX(由PRIMIX Corporation制造)搅拌该溶液，以制备氯化铝水溶液。然后，向所述水溶液中逐渐加入13.2g作为硅烷偶联剂的N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KBE-603，由Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.制造)。将该混合物搅拌15分钟以引起硅烷偶联剂的水解和缩合反应，由此制备含有含铝和硅的复合化合物的悬浮液。
通过将0.72g甲磺酸和60g作为无机颜料的水合氧化铝Disperal HP14(由Sasol Limited制造)加入到200g离子交换水中制备分散液，将20g上述制备的含复合化合物的悬浮液加入到该分散液中，同时用均质混合机搅拌分散液。向得到的分散液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体15。
除了使用颜料分散体15代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产记录介质。在复合化合物中，铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算，并且该比率为0.8。
比较例8
按照实施例6制备含复合化合物的悬浮液，所述复合化合物含有铈、铝和硅。然后，通过将1.2g甲磺酸和100g作为无机颜料的水合氧化铝DisperalHP14加入到200g离子交换水中制备分散液，将190g上述制备的含复合化合物的悬浮液加入到该分散液中，同时用均质混合机搅拌分散液。向得到的分散液中进一步加入离子交换水和甲磺酸以使其pH和固成分浓度分别调节为4.2和20质量%，由此制备颜料分散体16。
除了使用以此方式生产的颜料分散体16代替颜料分散体1之外，按照实施例1生产具有含水合氧化铝、PVA和复合化合物的墨接收层的记录介质，其中所述复合化合物含有铈、铝和硅。在复合化合物中，铈原子数与硅原子数的比率(Ce/Si)以及铝原子数与硅原子数的比率(Al/Si)由ICP-OES计算；前者为1，后者为0.8。
比较例9
根据日本专利特开2011-201147的实施例1中的描述制备用于形成墨接收层的涂布液，用该涂布液生产记录介质。
比较例10
根据日本专利特开61-116579的实施例2的描述制备含有铝的页硅酸镁。
比较例11
根据日本专利特开2010-222151的实施例1的描述制备含复合氧化物的二氧化硅系材料，所述复合氧化物含有硅-铝-镍-镁。
然后将250g离子交换水与30g无机颜料(气相法二氧化硅，AEROSIL380，由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)和1.2g阳离子聚合物(二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，SHALLOL DC902P，由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)混合，并将该混合物用行星式球磨机P-6(由Fritsch GmbH制造)和具有5mm粒径的锆珠以200rpm处理5分钟，由此得到二氧化硅颗粒分散体。
向二氧化硅颗粒分散体中加入3g二氧化硅系复合化合物；并进一步向其中加入离子交换水以将固成分浓度调节为10质量%。将产物用行星式球磨机P-6和具有5mm粒径的锆珠以200rpm处理5分钟，由此生产颜料分散体18。除了使用颜料分散体18代替颜料分散体7之外，按照实施例7生产记录介质。换句话说，生产具有含复合氧化物的墨接收层的记录介质，其中所述复合氧化物含有硅-铝-镍-镁。
比较例12
根据日本专利特开2000-154017的实施例1的描述制备二氧化硅-氧化铝-氧化镁复合材料。
然后，将250g离子交换水与30g无机颜料(气相法二氧化硅，AEROSIL380，由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)和1.2g阳离子聚合物(二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，SHALLOL DC902P，由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)混合，并将该混合物用行星式球磨机P-6(由Fritsch GmbH制造)和具有5mm粒径的锆珠以200rpm处理5分钟，由此得到二氧化硅颗粒分散体。
向二氧化硅颗粒分散体中加入3g二氧化硅-氧化铝-氧化镁复合材料；并进一步向其中加入离子交换水以将固成分浓度调节为10质量%。将产物用行星式球磨机P-6和具有5mm粒径的锆珠以200rpm处理5分钟，由此生产颜料分散体19。除了使用颜料分散体19代替颜料分散体7之外，按照实施例7生产记录介质。换句话说，生产具有含二氧化硅-氧化铝-氧化镁复合材料的墨接收层的记录介质。
记录介质的评价
评价如上生产的记录介质的下列特性。用其上安装有墨盒BCI-321(由CANON KABUSHIKI KAISHA制造)的喷墨记录设备PIXUS iP4600(由CANON KABUSHIKI KAISHA制造)形成用于评价各个特性的图像。在本发明中，评价各个记录介质的四种特性：“图像的显色性”、“图像的耐臭氧性”、“在高温和高湿下长期保存的图像中渗色的减少”和“图像的耐光性”。在四种特性的评价中显示至少两个“A”结果的记录介质确定为质量良好，在四种特性的评价中显示至多一个“A”结果的记录介质确定为质量不可接受。
图像的显色性
以“专业光泽、铂级、无色彩校正”的操作模式使用上述喷墨记录设备，以在各个记录介质上记录2.5-cm平方的实黑图像(图像的记录任务为100%)。各个记录的图像的光学浓度(OD)用光学反射浓度计310TR(由X-Rite制造)测量。由得到的OD值评价各个图像的显色性。OD值越大，显色性越高。采用下列评价标准。评价结果显示于表2中。
A:OD不小于2.2，
B:OD不小于2.1且小于2.2，以及
C:OD小于2.1
图像的耐臭氧性
用上述喷墨记录设备在各个记录介质上形成包括黑色、青色、品红色和黄色的单色块(2.5cm×2.5cm)的图像，以具有1.0的OD。用臭氧老化试验机OMS-HS(由Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造)在以下条件下对各个记录的图像进行臭氧中暴露测试：暴露气体组成：2.5体积ppm的臭氧，测试时间：80小时，测试槽中的温度和湿度：23℃和相对湿度50%。用分光光度计Spectrolino(由GRETAG MACBETH AG制造)测量测试前后各个图像的OD，由下列公式得到各个单色块的OD残留率：OD残存率(%)=(测试后的OD/测试前的OD)×100。从得到的各个单色块的OD残存率中采用受臭氧影响最大的青色块的OD残存率来评价各个图像的耐臭氧性。OD残存率越高，图像的耐臭氧性越高。采用下列评价标准。评价结果显示于表2中。
A：青色块的OD残存率不低于90%，
B：青色块的OD残存率不低于85%且低于90%，以及
C：青色块的OD残存率低于85%
在高温和高湿下长期保存的图像中渗色的减少
用上述喷墨记录设备在各个记录介质上形成(R,G,B)=(0,0,0)的黑色块的图像。将每个形成的图像在23℃和相对湿度50%下放置24小时，然后在25℃和相对湿度85%下保存4周用于长期保存测试。测试之后，目视观测各个图像的黑色块周围的渗色，由此评价在高温和高湿下长期保存的图像渗色的减少。采用下列评价标准。评价结果显示于表2中。
A：基本不渗色，
B：发现渗色，但可忽略不计，以及
C：明显渗色
图像的耐光性
按照在“图像的耐臭氧性”评价中形成图像。用ATLASWEATHER-OMETER Ci4000(由Atlas Material Testing Technology LLC制造)在0.39W/m2(波长：340nm)的照度、测试时间：100小时、测试槽中的温度和湿度：50℃和相对湿度70%下使各个图像进行曝光测试。用分光光度计Spectrolino(由GRETAG MACBETH AG制造)测量测试前后各个图像的OD，由下列公式得到各个单色块的OD残存率：OD残存率(%)=(测试后的OD/测试前的OD)×100。从各个单色块的OD残存率中采用受光影响最大的品红色块的OD残存率，以评价各个图像的耐光性。OD残存率越高，图像的耐光性越高。采用下列评价标准。评价结果显示于表2中。
A：品红色块的OD残存率不低于80%，
B：品红色块的OD残存率不低于75%且低于80%，以及
C：品红色片的OD残存率低于75%
表2评价结果
尽管参照示例性实施方案对本发明进行了描述，但应当理解为本发明不限于公开的示例性实施方案。下列权利要求的范围应符合最宽的解释以使其涵盖所有这类变型、等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种记录介质，其包含：基材，和形成在所述基材的至少一个表面上的墨接收层，其中
所述墨接收层含有无机颜料，粘结剂，以及含有铝、硅和选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物，并且
相对于所述无机颜料的含量，所述化合物的含量在0.1质量％-30质量％范围内，
其中所述化合物具有-Si-O-M-O-Si-结构和-Si-O-Al-O-Si-结构，其中M表示选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素。
2.根据权利要求1所述的记录介质，其中所述化合物中选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的原子数是硅原子数的至少0.1倍且至多5倍。
3.根据权利要求1所述的记录介质，其中所述化合物中铝原子数是硅原子数的至少0.1倍且至多5倍。
4.根据权利要求1所述的记录介质，其中所述无机颜料是选自水合氧化铝和气相法二氧化硅的至少一种。
5.根据权利要求1所述的记录介质，其中所述无机颜料用所述化合物进行表面处理。
6.根据权利要求1所述的记录介质，其中所述化合物的制备包括：将含有选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素的化合物、含有铝的化合物和硅烷偶联剂加入到含有水和醇的至少任一种的液体溶剂中，随后在所述液体溶剂中使所述硅烷偶联剂水解和缩合。
7.根据权利要求1所述的记录介质，其中所述选自元素周期表第2族和第3族元素的至少一种元素选自镁、钙、锶、钇、镧和铈。
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