CN104339909B - 记录介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种记录介质。记录介质顺次包括基材、第一墨接收层和作为最表层的第二墨接收层,其中第一墨接收层为邻接第二墨接收层的层,第一墨接收层包含气相法二氧化硅,第二墨接收层包含胶体二氧化硅和树脂颗粒,且胶体二氧化硅存在于记录介质表面的面积为10%以上且70%以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种记录介质。
背景技术
作为使用在喷墨记录方法等的记录介质,已知在基材上具有包含无机颗粒的多孔质墨吸收层的记录介质。在这种多孔质墨接收层中,当空隙数目大时,墨接收层的折射率低。因此,具有有降低墨接收层表面的折射率,并因此减少记录介质光泽度的趋势。作为提高记录介质光泽度的方法,则已知在记录介质的最表面设置包含胶体二氧化硅的光泽层的方法(日本专利特开2004-050811、2010-030291、7-101142,和2011-140214)。作为包含胶体二氧化硅的记录介质的结果提高了记录介质的光泽度的原因如下所述。与其它无机颗粒相比,胶体二氧化硅可采取其中当形成墨接收层时紧密填充胶体二氧化硅的构成。因此,由于导致光泽度降低的空隙的数量减少,因此光泽度变高。
日本专利特开2004-050811和2010-030291公开了一种记录介质,其顺次具有基材、多孔质墨接收层和包含胶体二氧化硅的最表层。日本专利特开7-101142公开了一种记录介质,其具有包含胶体二氧化硅和树脂颗粒的最表层。日本专利特开2011-140214公开了一种记录介质,其在包含氧化铝水合物的墨接收层上具有包含胶体二氧化硅、聚乙烯醇和阳离子聚氨酯乳液颗粒的最表层。
发明内容
根据本发明的记录介质顺次包括基材、第一墨接收层,和作为最表层的第二墨接收层,其中第一墨接收层为邻接第二墨接收层的层,第一墨接收层包含气相法二氧化硅,第二墨接收层包含胶体二氧化硅和树脂颗粒,且胶体二氧化硅存在于记录介质表面的面积为10%以上且70%以下。
从示例性实施方案的以下说明中,本发明另外的特征将变得显而易见。
具体实施方式
根据本发明人进行的研究,日本专利特开2004-050811、2010-030291、7-101142和2011-140214中记载的记录介质,在一些情况下,虽然光泽度已经得到提高,但墨吸收性低。具体地,日本专利特开2004-050811、2010-030291和7-101142中记载的记录介质,在一些情况下,墨吸收性低,因此在获得图像中产生串珠(beading)。日本专利特开2011-140214中记载的记录介质中,墨吸收性不够充分且光泽度还有提高的空间。
下文中,将参考优选实施方案详细地描述本发明。
本发明人首先研究了具有包含胶体二氧化硅的墨接收层的记录介质的墨吸收性降低的原因。
如上所述,胶体二氧化硅可采取其中紧密填充胶体二氧化硅的构成,因此空隙趋向于减少。因而,由于空隙数目小导致记录介质的光泽度变高,但另一方面,因为墨被空隙吸收,由空隙数目小导致的墨吸收性变低。更具体地,仅在调整空隙数量时,光泽度和墨吸收性达到相互平衡的关系。
于是本发明人通过减少胶体二氧化硅的数量到一定程度来增加空隙,从而增加墨吸收性。具体地,已经发现通过设置胶体二氧化硅存在于记录介质表面的面积到70%以下可以充分提高墨吸收性。然而,如上所述,简单地通过减少胶体二氧化硅的数量降低了光泽度。于是光泽度可通过其它方法得以提高。具体地,树脂颗粒进一步引入到含有胶体二氧化硅的最表层(第二墨接收层),且气相法二氧化硅引入到邻接含有胶体二氧化硅的最表层的墨接收层(第一墨接收层)。
当树脂颗粒引入到第二墨接收层时,树脂颗粒本身具有光泽度且进入胶体二氧化硅不存在的区域,以便使记录介质表面变得更光滑,由此提高记录介质的光泽度。此外,由于气相法二氧化硅包含在第一墨接收层(其为邻接最表层的层)中,因此第一墨接收层和作为最表层的第二墨接收层之间的折射指数的差变大,从而第一墨接收层与第二墨接收层的界面的光反射率变高,因此提高了记录介质的光泽度。因为树脂颗粒可以通过吸收墨而膨胀,所以即使当树脂颗粒紧密填充时,也不会损害墨吸收性。
当本发明人进一步研究时,发现当胶体二氧化硅存在于记录介质表面上的面积为10%以上时,显示通过使用树脂颗粒和气相法二氧化硅的光泽度提高效果。发现当胶体二氧化硅存在于记录介质表面的面积小于10%时,通过胶体二氧化硅的光泽度提高效果低,甚至当使用树脂颗粒和气相法二氧化硅时,无法充分得到记录介质整体的光泽度。
关于上述机制,因为各元素以协同的方式相互影响,所以可以实现本发明的效果。
[记录介质]
本发明的记录介质顺次具有基材、第一墨接收层和第二墨接收层。第二墨接收层为记录介质的最表层,且第一墨接收层为邻接第二墨接收层的层。本发明中,优选将该记录介质用作在喷墨记录方法中使用的喷墨记录介质。
本发明中,记录介质表面由JIS B 0601:2001规定的算术平均粗糙度Ra优选1.0μm以下,更优选0.5μm以下,特别优选0.2μm以下。调整记录介质的表面粗糙度的方法的实例包括,使用树脂涂布基材使具有特定凹凸(irregularities)的辊或平滑辊对着该树脂涂布基材表面加压,然后将墨接收层涂布液施涂到表面的方法,和使具有特定凹凸的辊或平滑辊对着记录介质表面加压的方法等。
下文中将描述构成本发明的记录介质的各组分。
<基材>
可用于基材的材料实例包括纸、膜、玻璃和金属等。上述中,优选使用包含纸的基材,即所谓的基纸。
在使用基纸时,基材可仅由基纸形成,或覆盖有树脂层的基纸可用作基材。本发明中,优选使用具有基纸和树脂层的基材。在此情况下,树脂层可仅设置于基纸的一面上,但优选设置于两面上。
基材的膜厚优选25μm以上且500μm以下,更优选50μm以上且300μm以下。
(基纸)
基纸通过使用木浆作为主要原料,并根据需要添加合成纸浆(如聚丙烯)和合成纤维(如尼龙或聚酯)来制成。木浆的实例包括阔叶树漂白牛皮纸浆(LBKP)、阔叶树漂白亚硫酸盐纸浆(LBSP)、针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP)、针叶树漂白亚硫酸盐纸浆(NBSP)、阔叶树溶解纸浆(LDP)、针叶树溶解纸浆(NDP)、阔叶树未漂牛皮纸浆(LUKP)和针叶树未漂牛皮纸浆(NUKP)等。可根据需要使用一种或两种以上木浆。这些木浆中,优选使用包含高比例的短纤维组分的LBKP、NBSP、LBSP、NDP和LDP。作为纸浆,优选包含少量杂质的化学纸浆(硫酸盐纸浆或亚硫酸盐纸浆)。此外,还优选通过进行漂白处理改进了白色度的纸浆。向基纸中,可酌情添加施胶剂(sizing agent)、白色颜料、纸力增强剂(paper strengthening agent)、荧光增白剂、水分保持剂、分散剂和软化剂等。
本发明中,基纸的膜厚优选50μm以上且500μm以下,并更优选90μm以上且300μm以下。本发明中,基纸的膜厚通过以下方法计算。首先,通过使用切片机来切出记录介质的截面,然后在扫描电子显微镜下观察截面。然后测量基纸的任意100个以上的点处的膜厚,将平均值定义为基纸的膜厚。本发明中其它层的膜厚也通过类似的方法来计算。
本发明中,基纸的由JIS P 8118规定的纸密度优选0.6g/m3以上且1.2g/m3以下。此外,纸密度更优选0.7g/m3以上且1.2g/m3以下。
(树脂层)
本发明中,当基纸覆盖有树脂时,树脂层可以部分覆盖基纸表面的方式来设置。此外,树脂层的覆盖率(覆盖有树脂层的基纸表面面积/基纸表面的整个面积)优选70%以上,更优选90%以上,特别优选100%,即基纸表面均覆盖有树脂层。
另外,本发明中,树脂层的膜厚优选20μm以上且60μm以下,更优选35μm以上且50μm以下。当树脂层设置于基纸的两个表面时,优选两个表面的各树脂层的膜厚满足上述范围。
另外,优选树脂层的由JIS Z 8741规定的60℃镜面光泽度为25%以上且75%以下。此外,优选树脂层的由JIS B 0601:2001规定的十点平均粗糙度为0.5μm以下。
作为在树脂层中使用的树脂,优选热塑性树脂。热塑性树脂的实例包括丙烯酸类树脂、丙烯酸类硅酮树脂、聚烯烃树脂、和苯乙烯-丁二烯共聚物等。上述中,优选使用聚烯烃树脂。本发明中,聚烯烃树脂是指包含烯烃作为单体的聚合物。具体地提及如乙烯、丙烯和异丁烯等的均聚物和共聚物。作为聚烯烃树脂,可根据需要使用一种或两种以上聚烯烃树脂。上述中,优选使用聚乙烯。作为聚乙烯,优选使用低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。
本发明中,树脂层可包括白色颜料、荧光增白剂和群青(ultramarine)等来调整不透明度、白色度和色相。上述中,因为可以改进不透明度,所以优选使用白色颜料。白色颜料的实例包括金红石型二氧化钛或锐钛矿型二氧化钛。本发明中,在树脂层中白色颜料的含量优选3g/m2以上且30g/m2以下。当树脂层设置于基纸的两个表面时,在两个树脂层中白色颜料的总含量满足上述范围。基于树脂含量,在树脂层中白色颜料的含量优选25质量%以下。当白色颜料含量大于25质量%时,在一些情况下,白色颜料的分散稳定性无法充分得到。
<墨接收层>
本发明中,第一墨接收层包含气相法二氧化硅。第二墨接收层包含胶体二氧化硅和树脂颗粒。除了第一墨接收层和第二墨接收层,可进一步设置墨接收层。该墨接收层可仅设置于基材的一个表面,或可仅设置于基材的两个表面。在得到本发明的效果的范围内,其中在第二墨接收层的上侧(相对于基材侧)或在第一墨接收层和第二墨接收层之间设置薄层的形态也在本发明范围内。
第一墨接收层的膜厚优选10μm以上且60μm以下,更优选15μm以上且45μm以下。第二墨接收层的膜厚优选0.005μm以上且0.200μm以下,更优选0.01μm以上且0.10μm以下。
所有墨接收层的总膜厚优选10μm以上且60μm以下,更优选15μm以上且45μm以下。
下文中将分别描述包含于第一墨接收层和第二墨接收层中的材料。
(无机颗粒)
本发明中,优选墨接收层包含无机颗粒。用于本发明的无机颗粒的实例包括例如氧化铝水合物、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、和氢氧化锆等。可根据需要使用一种或两种以上这些无机颗粒。
本发明中,第一墨接收层包含作为无机颗粒的气相法二氧化硅。第一墨接收层可进一步包含气相法二氧化硅以外的无机颗粒。本发明中,第二墨接收层包含作为无机颗粒的胶体二氧化硅。第二墨接收层可进一步包含胶体二氧化硅以外的无机颗粒。
下文中将分别描述用于第一墨接收层的气相法二氧化硅,用于第二墨接收层的胶体二氧化硅,和可在上述的无机颗粒中形成具有高墨吸收性的多孔质结构的氧化铝水合物和气相法氧化铝颗粒。
(1)气相法二氧化硅
本发明中,气相法二氧化硅的平均一次粒径优选5nm以上且40nm以下,更优选6nm以上且16nm以下。本发明中,气相法二氧化硅的平均一次粒径为由具有与在电子显微镜下观察时的气相法二氧化硅的一次颗粒的投影面积相同的面积的圆的直径所测定的数均粒径。在此情况下,在至少100个点处进行测量。
气相法二氧化硅的平均二次粒径优选10nm以上且500nm以下,更优选30nm以上且300nm以下,特别优选50nm以上且250nm以下。本发明中,气相法二氧化硅的平均二次粒径可通过动态光散射方法来测量。
本发明中,由BET方法测定的气相法二氧化硅的比表面积优选50m2/g以上且400m2/g以下,更优选200m2/g以上且350m2/g以下。本文中,BET法是将已知大小的分子或离子吸附到样品表面然后由吸附量测定样品的比表面积的方法。本发明中,将氮气用作吸附于样品的气体。
商购可得的气相法二氧化硅的实例包括Aerosil(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)和Reolosil QS type(由Tokuyama Corporation制造)等。
(2)胶体二氧化硅
本发明中,胶体二氧化硅的平均一次粒径优选20nm以上且100nm以下,更优选30nm以上且80nm以下。当平均一次粒径小于20nm时,胶体二氧化硅填充更加紧密,因此在一些情况下,墨吸收性的提高效果无法充分得到。当平均一次粒径大于100nm时,在一些情况下,记录介质的光泽度和耐擦拭性(scratch resistance)无法充分得到。本发明中,胶体二氧化硅的平均一次粒径为由与在电子显微镜下观察的胶体二氧化硅的一次颗粒的投影面积相同面积的圆的直径的数均粒径。在此情况下,在至少100个点处进行测量。
本发明中,在胶体二氧化硅中,优选球状胶体二氧化硅,这是因为耐擦拭性和光泽度增加。本文中使用的“球状”是指在扫描电子显微镜下观察的胶体二氧化硅(50以上且100以下)的平均长径a及其平均短径b的比b/a落在0.80以上且1.00以下的范围内的形状。b/a更优选0.90以上且1.00以下,特别优选0.95以上且1.00以下。具体地,商购可得的胶体二氧化硅的实例包括Quotron:PL-3、PL-3L(均由Fuso Chemical Co.,Ltd.制造),Snowtex:20、20L、ZL、AK、AK-L(全由Nissan Chemical Industries制造)等。
胶体二氧化硅在第二墨接收层的含量从光泽度提高的角度优选0.007g/m2以上,更优选0.015g/m2以上。从墨吸收性改进的角度,其含量优选0.040g/m2以下,更优选0.030g/m2以下。胶体二氧化硅在第二墨接收层的含量特别优选0.015g/m2以上且0.030g/m2以下。
本发明中,胶体二氧化硅存在于记录介质表面的面积为10%以上且70%以下。该面积优选20%以上且60%以下,更优选30%以上且60%以下。本发明的实施例中,胶体二氧化硅存在于记录介质表面的面积可通过以下方法进行计算。
记录介质的表面可通过扫描电子显微镜S-4300(由Hitachi High-TechnologiesCorporation制造)在放大50,000倍下进行观察。计算在1.78μm×2.54μm范围内的任意观察区域中的所有胶体二氧化硅的数目。在此情况下,将部分隐藏在其它胶体二氧化硅后面的胶体二氧化硅、和部分在观察区域边界外面的胶体二氧化硅也计数为“一个颗粒”。将所得胶体二氧化硅的数目定义为N,和胶体二氧化硅的平均一次粒径定义为d,胶体二氧化硅存在于观察区域的面积S1可作为(d/2)2×π×N。然后,通过将S1除以观察区域的面积S2,即通过计算S1/S2×100,可得到面积比。在至少三个观察区域同样地进行计算,所得面积比的平均值定义为“胶体二氧化硅存在于记录介质表面的面积”。
(3)氧化铝水合物和气相法氧化铝
作为氧化铝水合物,优选使用由通式(X):Al2O3-n(OH)2n·mH2O表示的氧化铝水合物(通式(X)中,n为0、1、2或3;和m为0以上且10以下,优选0以上且5以下。m和n不同时为0)。在许多情况下,因为mH2O表示不参与晶格形成且可脱离的水相,所以m可不为整数。当加热氧化铝水合物时,m可为0。
氧化铝水合物可通过已知方法来制造。具体地,所述方法的实例包括水解铝醇盐的方法、水解铝酸钠的方法,和添加硫酸铝和氯化铝的水溶液至铝酸钠水溶液以中和的方法等。
作为氧化铝水合物的晶体结构,已知取决于热处理温度的非晶形、三水铝矿型和勃姆石型。可通过X射线衍射法来分析氧化铝水合物的晶体结构。本发明中,上述中优选勃姆石型或非晶形氧化铝水合物。作为具体实例,可提及公开于日本专利特开7-232473、8-132731、9-66664和9-76628等中的氧化铝水合物,和作为商购可得的氧化铝水合物的Disperal HP14、HP18(全由Sasol制造)。可根据需要使用一种或两种或几种这些氧化铝水合物。
本发明中,氧化铝水合物由BET法测定的比表面积优选100m2/g以上且200m2/g以下,更优选125m2/g以上且175m2/g以下。
氧化铝水合物的平均一次粒径优选5nm以上,更优选10nm以上。平均一次粒径优选50nm以下,更优选30nm以下。
作为用于墨接收层的气相法氧化铝颗粒,可使用γ-氧化铝、α-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝和χ-氧化铝等。上述中,从图像的光学浓度和墨吸收性的角度,优选γ-氧化铝。作为气相法氧化铝颗粒的具体实例,提及AEROXIDE、Alu C、Alu130、Alu65(均由EVONIKIndustries A.G.制造)等。
本发明中,气相法氧化铝由BET法测定比表面积优选50m2/g以上,更优选80m2/g以上。比表面积优选150m2/g以下,更优选120m2/g以下。
气相法氧化铝的平均一次粒径优选5nm以上,更优选11nm以上。平均一次粒径优选30nm以下,更优选15nm以下。
氧化铝水合物和气相法氧化铝颗粒优选与墨接收层用涂布液混合作为水分散液,并优选使用酸作为分散剂。作为酸,优选使用由通式(Y)R-SO3H表示的磺酸,这是因为可获得抑制图像渗色(blurring)的效果(通式(Y)中,R表示任意一个氢原子、具有1至4个碳原子的烷基和具有1至4个碳原子的链烯基。R可桥氧基(oxo group)、卤素原子、烷氧基和酰基取代)。基于氧化铝水合物和气相法氧化铝颗粒的总含量,酸的含量优选1.0质量%以上且2.0质量%以下,更优选1.3质量%以上且1.6质量%以下。
(树脂颗粒)
本发明中,第二墨接收层包含树脂颗粒。树脂颗粒的实例包括例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、酸氨酯、聚氯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸类树脂、马来酸酐树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物等。从耐擦拭性的角度,上述中,优选使用聚氨酯的树脂颗粒,即聚氨酯树脂颗粒。
树脂颗粒由动态光散射方法测量的平均粒径优选10nm以上且200nm以下,更优选20nm以上且100nm以下。通过满足上述范围,记录介质的光泽度和耐擦拭性得到提高。本发明的实施例中,树脂颗粒的平均粒径通过动态光散射法使用动态光散射式粒度分布计Microtrac UPA(由Nikkiso制造)来测量。
本发明中,树脂颗粒的玻璃化转变温度优选0℃以上且80℃以下,更优选5℃以上且75℃以下。当玻璃化转变温度低于5℃时,墨接收层极度柔软,以致在一些情况下记录介质耐擦拭性的提高效果无法充分得到。当玻璃化转变温度高于75℃时,胶体二氧化硅无法充分结合,以致在一些情况下记录介质耐擦拭性无法充分得到。
第二墨接收层的树脂颗粒的含量优选0.005g/m2以上且0.1g/m2以下。当其含量小于0.005g/m2时,树脂颗粒数量小,以致在一些情况下光泽度的提高效果无法充分得到。当其含量大于1.0g/m2时,树脂颗粒的量大,以致在一些情况下墨吸收性的提高效果无法充分得到。
第二墨接收层中的树脂颗粒的含量(g/m2)优选是胶体二氧化硅含量(g/m2)的0.1倍以上且1.0倍以下,更优选0.2倍以上且0.7倍以下。当含量小于0.2倍或大于0.7倍时,在一些情况下,光泽度的提高效果无法得到。
(粘结剂)
本发明中,粘结剂是指能够粘结无机颗粒如胶体二氧化硅以形成涂膜的材料。本发明中,优选第一墨接收层含有粘结剂。第二墨接收层也可含有粘结剂,但上述树脂颗粒起到粘结剂的作用,因此可以不确实地包含其它粘结剂。
本发明中,从墨吸收性的角度,第一墨接收层中的粘结剂的含量优选40质量%以下,更优选30质量%以下,基于无机颗粒的含量。从墨接收层的粘结性的角度,上述比率优选8质量%以上,更优选15质量%以上。
粘结剂的实例包括淀粉衍生物例如氧化淀粉、酯化淀粉和磷酸酯化淀粉;纤维素衍生物例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,及其衍生物;聚乙烯基吡咯烷酮;马来酸酐树脂;共轭聚合物胶乳例如苯乙烯-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例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物;乙烯基聚合物胶乳例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;上述聚合物的含官能团(例如羧基)单体的官能团改性的聚合物胶乳;将上述聚合物的表面用阳离子基团来阳离子化获得的那些;将上述聚合物的表面用阳离子性表面活性剂来阳离子化获得的那些;在阳离子性聚乙烯醇存在下聚合构成上述聚合物的单体以使聚乙烯醇分布于聚合物表面上获得的那些;在阳离子性胶体颗粒的悬浮液/分散液中聚合构成上述聚合物的单体以使阳离子性胶体颗粒分布于聚合物表面上获得的那些;水性粘结剂例如热固性合成树脂,例如三聚氰胺树脂和尿素树脂;丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物和共聚物例如聚甲基丙烯酸甲酯;和合成树脂例如聚氨酯树脂、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。可根据需要使用一种或两种以上这些粘结剂。
上述粘结剂中,特别优选使用聚乙烯醇和聚乙烯醇衍生物。聚乙烯醇衍生物的实例包括阳离子改性聚乙烯醇、阴离子改性聚乙烯醇、硅烷醇改性聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛等。作为阳离子改性聚乙烯醇,例如优选日本专利特开61-10483公开的在聚乙烯醇的主链或侧链中具有伯至叔氨基或季铵基的聚乙烯醇。
聚乙烯醇可通过将聚乙酸乙烯酯皂化来合成。聚乙烯醇的皂化度优选80mol%以上且100mol%以下,更优选85mol%以上且98mol%以下。皂化度为当将聚乙酸乙烯酯皂化以获得聚乙烯醇时通过皂化反应产生的羟基的摩尔数的比例,且为通过JIS-K6726的方法测量的值。聚乙烯醇的平均聚合度优选2000以上,更优选2000以上且5000以下。本发明中,作为平均聚合度,使用通过JIS-K6726(1994)的方法测定的粘度平均聚合度。
当制备墨接收层用涂布液时,优选使用水溶液形式的聚乙烯醇和聚乙烯醇衍生物。在此情况下,聚乙烯醇和聚乙烯醇衍生物在水溶液中的固含量可为3质量%以上且20质量%以下。
(交联剂)
本发明中,优选墨接收层包含交联剂。交联剂的实例包括醛类化合物、三聚氰胺类化合物、异氰酸酯类化合物、锆化合物、酰胺类化合物、铝类化合物、硼酸和硼酸盐等。可根据需要使用一种或两种以上这些粘结剂。特别地,当使用聚乙烯醇和聚乙烯醇衍生物作为粘结剂时,在上述交联剂中优选使用硼酸及硼酸盐。
硼酸的实例包括原硼酸(H3BO3)、偏硼酸和二硼酸。作为硼酸盐,优选上述硼酸的水溶性盐。硼酸盐的实例包括硼酸的碱金属盐例如硼酸的钠盐和钾盐;硼酸的碱土金属盐例如硼酸的镁盐和钙盐;和硼酸的铵盐等。在这些硼酸和硼酸盐中,从涂布液的经时稳定性和抑制裂纹发生的效果的角度,优选使用原硼酸盐。
交联剂的用量可根据制造条件等适当调节。本发明中,基于粘结剂的含量,交联剂在墨接收层的含量优选1.0质量%以上且50质量%以下,更优选5质量%以上且40%以下。
当粘结剂为聚乙烯醇且交联剂为选自硼酸和硼酸盐的至少一种时,基于墨接收层中聚乙烯醇的含量,硼酸和硼酸盐的总含量优选5质量%以上且30质量%以下。
(其它添加剂)
本发明中,墨接收层可包含除上述物质外的其它添加剂。添加剂的具体实例包括pH调节剂、增稠剂、流动性改进剂、消泡剂、抑泡剂、表面活性剂、脱模剂、渗透剂、着色颜料、着色染料、荧光增白剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防腐剂、防霉剂、耐水性添加剂、染料固定剂、固化剂和耐候材料。
特别地,优选第二墨接收层包含锆化合物。通过包含该物质,抑制记录介质的光泽不均匀(gloss unevenness)。锆化合物的实例包括羟基乙酸锆、氯氧化锆、碳酸锆铵和羟基氧化氯化锆等。优选包含锆化合物作为铵盐。铵的具体实例包括挥发性胺,例如氨、甲胺、二甲胺和三甲胺等。其中,优选碳酸锆铵。
<底涂层>
本发明中,底涂层可设置于基材和墨接收层之间,以增加基材和墨接收层之间的密着性。底涂层优选包含水溶性聚酯树脂,明胶和聚乙烯醇等。底涂层的膜厚优选0.01μm以上且5μm以下。
<背涂层>
本发明中,背涂层可设置于与基材的设置墨接收层的表面相对的表面上,以增加操作性、适宜输送性(conveyance aptitude)、和在装载大量纸进行连续打印时的耐输送擦拭性(conveyance scratch resistance)。背涂层优选包含白色颜料和粘结剂等。以干燥施用量为1g/m2以上且25g/m2以下的方式设置背涂层的膜厚。
记录介质的制造方法
本发明中,制造记录介质的方法优选具有生产基材的过程、制备墨接收层涂布液的过程、和将墨接收层用涂布液施涂到基材的过程的方法。下文中将描述制造记录介质的方法。
基材的生产方法
本发明中,作为生产基纸的方法,可应用一般使用的造纸方法。造纸机的实例包括长网造纸机(Fourdrinier paper machine)、圆网造纸机(cylinder paper machine)、鼓式造纸机(drum paper machine)和夹网造纸机(twin wire paper machine)。为了提高基纸的表面平滑度,在造纸过程中或造纸过程后,可通过施加热和压力进行表面处理。表面处理方法的具体实例包括压延处理(calendar treatment),如机器压延和超压延(supercalendar)。
在基纸上设置树脂层的方法(即,将用树脂覆盖基纸的方法)的实例包括熔融挤出方法、湿式层压和干式层压等。上述中,优选将熔融树脂挤出到基纸的一面或两面以覆盖的熔融挤出法。作为熔融挤出法,广泛采用在轧辊和冷却辊之间的辊隙点接触并加压输送的基纸和从挤出模挤出的树脂,从而将树脂层层压到基纸的方法(下文中也称为挤出覆盖方法)。当通过熔融挤出法设置树脂时,以基纸和树脂层的密着性(adhesion)变得更强的方式进行预处理。预处理的实例包括用硫酸-铬酸混合物的酸蚀处理、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、和用钛酸烷基酯的锚涂层处理等。上述中,优选电晕放电处理。当将白色颜料引入到树脂层中时,基纸可覆盖有树脂和白色颜料的混合物。
墨接收层的形成方法
本发明的记录介质中,作为在基材上形成墨接收层的方法,例如可提及以下方法。首先,制备墨接收层用涂布液。然后,通过将涂布液施涂到基材上且随后将其干燥,可得到本发明的记录介质。作为施涂涂布液的方法,可使用帘式涂步机、使用挤出系统的涂布机、和采用滑动料斗系统(slide hopper system)的涂布机等。施涂期间,可将涂布液加温。施涂后干燥方法的实例包括使用热风干燥机,例如直线隧道干燥机(linear tunnel dryer)、拱式干燥机、空气环路干燥机(air loop dryer)和正弦曲线气垫干燥机(sine curve airfloat dryer)的方法,以及使用利用红外线或微波的干燥机的方法等。
本发明中,优选将第一墨接收层用涂布液施涂到基材上并干燥,然后施涂含有胶体二氧化硅和树脂颗粒的第二墨接收层用涂布液并将其干燥。在此情况下,第一墨接收层用涂布液的施涂量以干燥固形分计优选为5g/m2以上且45g/m2以下,且第二墨接收层用涂布液的施涂量以干燥固形分计优选为0.01g/m2以上且0.5g/m2以下。
实施例
下文中,将参照实施例和比较例更具体地描述本发明。在不偏离本发明要旨的情况下,本发明不局限于以下实施例。在以下实施例中,术语“份”基于质量,除非另作说明。
[记录介质的生产]
<基材的生产>
将80份加拿大标准游离度为450mLCSF的LBKP、20份加拿大标准游离度为480mLCSF的NBKP、0.60份阳离子化淀粉、10份重质碳酸钙、15份轻质碳酸钙、0.10份烷基烯酮二聚体,和0.030份阳离子化聚丙烯酰胺混合,然后以固含量为3.0质量%的方式添加水从而获得纸浆。随后,用长网造纸机(Fourdrinier paper machine)将纸浆形成纸,然后进行三阶段湿式加压(three-stage wet pressing),随后用多缸干燥机干燥。其后,以使用施胶压榨装置的干燥后的固含量为1.0g/m2的方式将所得纸用氧化淀粉水溶液浸渍,然后干燥。此外,所得纸进行用机器压延的精加工处理(finishing treatment)以生产基重为170g/m2、stockigt施胶度为100秒、透气度为50秒、Bekk平滑度为30秒、Gurley刚度为11.0mN,且膜厚为100μm的基纸。其后,将包含70份低密度聚乙烯、20份高密度聚乙烯和10份二氧化钛的树脂组合物以干施涂量为25g/m2的方式施涂到基纸的一面(定义为前面)。此外,将包含50份低密度聚乙烯、50份高密度聚乙烯的树脂组合物以干施涂量为25g/m2的方式施涂到基纸的背面从而得到基材。
<墨接收层用涂布液的制备>
(第一涂布液1-1的制备)
将1.54份聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐:SHALLOL DC902P(由Daiichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造,固含量50质量%)加入到79.23份离子交换水。在转速为3000rpm下用T.K.均质混合器MARK II 2.5(由Tokusyu Kika Kogyo Co.,Ltd.制造)搅拌水溶液的同时,以少量加入19.23份气相法二氧化硅AEROSIL 300(由EVONIK Industries A.G.制造)。此外,用Nanomizer(由Yoshida Kikai Co.,Ltd.制造)进行处理两次以制备固含量为20质量%的气相法二氧化硅分散液。
将粘度平均聚合度3500、皂化度88mol%的聚乙烯醇PVA 235(由Ruraray Co.,Ltd.制造)溶解至离子交换水以制备固含量为8.0质量%的粘结剂水溶液。
以基于气相法二氧化硅分散液中含有的气相法二氧化硅固形分100份,聚乙烯醇以固形分计的比例为23.0份的方式,将以上制备的粘结剂水溶液与以上制备的气相法二氧化硅分散液混合以得到混合物溶液。其后,将作为交联剂的原硼酸水溶液(固含量为5质量%)以基于混合物溶液中含有的聚乙烯醇固形分100份的以固形分计为20.0份的量与所得混合物溶液混合以得到第一涂布液1-1。
(第一涂布液1-2的制备)
将0.33份甲磺酸作为解胶酸(peptization acid)加入到80份离子交换水中。在转速为3000rpm下用T.K.均质混合器MARK II 2.5(由Tokusyu Kika Kogyo Co.,Ltd.制造)搅拌水溶液的同时,少量加入19.67份氧化铝水合物DISPERAL HP14(由Sasol制造)。添加完成后,将混合物搅拌30分钟以制备固含量为20质量%的氧化铝水合物分散液。
将粘度平均聚合度3500、皂化度88mol%的聚乙烯醇PVA 235(由Ruraray Co.,Ltd.制造)溶解至离子交换水以制备固含量为8.0质量%的粘结剂水溶液。
以基于氧化铝水合物分散液中含有的氧化铝水合物固形分100份,聚乙烯醇的以固形分计的比例为10.0份的方式,将以上制备的粘结剂水溶液与以上制备的氧化铝水合物分散液混合,以得到混合物溶液。其后,将作为交联剂的原硼酸水溶液(固含量为5质量%)以基于混合物溶液中含有的聚乙烯醇固形分100份,原硼酸水溶液的以固形分计的比例为10.0份的方式与所得混合物溶液混合,以得到第二涂布液1-2。
(第二涂布液的制备)
将离子交换水、胶体二氧化硅分散液、树脂颗粒分散液(涂布液2-38和涂布液2-39各自为水溶性树脂水溶液),和添加剂以固含量的份数值为表1的值的方式混合。加入离子交换水使得总份数为100份。作为胶体二氧化硅分散液、树脂颗粒分散液和添加剂使用表2至4所示的那些。作为水溶性树脂水溶液,使用为聚乙烯醇的PVA235(由Kuraray制造)、和为聚乙二醇的PEG1000(由Toho Chemical Industry制造)。
表1
第二涂布液的制备条件
表2
胶体二氧化硅分散液的种类
表3
树脂颗粒分散液的种类
表4
添加剂的种类
(记录介质的生产)
记录介质如下使用以上所得的基材、第一涂布液和第二涂布液来生产。所使用的第一涂布液和第二涂布液的组合,在第二墨接收层的各材料的含量(g/m2)和其比率(倍数),和胶体二氧化硅存在于记录介质表面的面积各自通过上述方法来测量和计算。结果示于表5中。
(实施例1至32和比较例3至9)
将加温至40℃的第一涂布液1-1使用滑动模(slide die)以干燥时的固含量为23g/m2的方式施涂到基材上。采用空气温度为50℃,相对湿度为10%用于干燥。其后用迈耶棒(mayer bar)以在墨接收层的胶体二氧化硅的含量(g/m2)为特定值的方式施涂第二涂布液。然后在60℃温度下进行干燥从而得到记录介质。
(比较例1)
将加温至40℃的第一涂布液1-2使用滑动模(slide die)以干燥时的固含量为35g/m2的方式施涂到基材上。采用空气温度为50℃,相对湿度为10%用于干燥。其后用迈耶棒(mayer bar)以在墨接收层的胶体二氧化硅的含量(g/m2)为特定值的方式施涂第二涂布液。然后在60℃温度下进行干燥从而得到记录介质。
(比较例2)
将加温至40℃的第一涂布液1-1使用滑动模(slide die)以干燥时的固含量为23g/m2的方式施涂到基材上。采用空气温度为50℃,相对湿度为10%用于干燥。
表5
记录介质的生产条件和物理性质
[评价]
(光泽度的评价)
记录介质的60℃光泽度通过JIS-Z8741记载的方法使用光泽度计VG-2000(由Nippon Denshoku Industries Co.,LTD.制造)来测量,然后光泽度基于以下标准来评价。评价标准如下。评价结果如表6所示。
A:60℃光泽度为60%以上。
B:60℃光泽度为50%以上且低于60%。
C:60℃光泽度为40%以上且低于50%。
D:60℃光泽度为30%以上且低于40%。
E:60℃光泽度为小于30%。
(墨吸收性的评价)
墨盒BCI-321(由CANON KABUSHIKI KAISHA制造)安装至喷墨记录设备PIXUSMP990(由CANON KABUSHIKI KAISHA制造)。然后,使用上述喷墨记录设备在23℃的温度和50%的相对湿度的条件下记录四个记录任务为200%、250%、300%和350%的绿色实心图像。在喷墨记录设备中,在其中在600×600dpi的分辨率下的单位区域(1/600×1/600英寸)中加入约11ng的1滴墨的条件下记录的图像定义为具有100%记录任务的图像。通过目视确定在所得图像中是否发生串珠现象,评价墨吸收性。串珠现象是墨滴在吸收至记录介质中之前结合的现象,且已知与墨吸收性有很高的关联性。更具体地,当串珠现象没有在具有高记录任务的图像中发生时,可以判断记录介质的墨吸收性高。评价标准如下。本发明中,下述评价标准中的A至C是优选水平,且D和E为不允许水平(non-permissible level)。评价结果如表6所示。
A:即使在记录任务为350%的图像中,也没发生串珠现象。
B:在记录任务为350%的图像中发生串珠现象,但在记录任务为300%的图像中未发生串珠现象。
C:在记录任务为300%的图像中发生串珠现象,但在记录任务为250%的图像中未发生串珠现象。
D:在记录任务为250%的图像中发生串珠现象,但在记录任务为200%的图像中未发生串珠现象。
E:即使在记录任务为200%的图像中,也发生串珠现象。
(耐擦拭性的评价)
记录介质的耐擦拭性根据JIS-L0849使用Gakushin型II型摩擦试验机(由TESTERSANGYO CO.,LTD.制造)来评价。具体地,评价按如下进行。各记录介质以墨接收层侧朝上的方式放置在摩擦试验机的振动台上。将安装有擦拭纸(Kim Towel)的在其上放置有100g重的摩擦元件以摩擦记录介质的前表面的方式来回移动五次。其后,测量摩擦区域和未被摩擦区域的75℃光泽度,计算75℃光泽度的差[=(摩擦区域的75℃光泽度)-(未被摩擦区域的75℃光泽度)]。因为摩擦区域有这样一个趋势,随着记录介质的耐擦拭性越低,75℃光泽度越高,因此75℃光泽度的差越大。75℃光泽度通过JIS-Z8741记载的方法来测量。本发明中,在下述评价标准中的A至C是优选水平,且D和E为不允许水平。评价结果如表6所示。
A:75℃光泽度的差为小于5%。
B:75℃光泽度的差为5%以上且小于10%。
C:75℃光泽度的差为10%以上且小于15%。
D:75℃光泽度的差为15%以上且小于20%。
E:75℃光泽度的差为20%以上。
表6
评价结果
虽然已参考示例性实施方案描述了本发明,但应理解本发明并不局限于公开的示例性实施方案。权利要求书的范围符合最宽解释以便包含所有此类改进以及等同结构和功能。
Claims (8)
1.一种记录介质,其特征在于,所述记录介质顺次包括基材、第一墨接收层和作为最表层的第二墨接收层,其中
所述第一墨接收层为邻接所述第二墨接收层的层,
所述第一墨接收层包含气相法二氧化硅,
所述第二墨接收层包含胶体二氧化硅和树脂颗粒,
所述胶体二氧化硅存在于所述记录介质的表面的面积为10%以上且70%以下,和
所述胶体二氧化硅的平均一次粒径为20nm以上且100nm以下。
2.根据权利要求1所述的记录介质,其中在所述第二墨接收层中,所述胶体二氧化硅的含量为0.015g/m2以上且0.030g/m2以下。
3.根据权利要求1所述的记录介质,其中所述树脂颗粒的由动态光散射法测量的平均粒径为20nm以上且100nm以下。
4.根据权利要求1所述的记录介质,其中所述树脂颗粒的玻璃化转变温度为5℃以上且75℃以下。
5.根据权利要求1所述的记录介质,其中在所述第二墨接收层中,所述树脂颗粒的含量为0.005g/m2以上且0.1g/m2以下。
6.根据权利要求1所述的记录介质,其中在所述第二墨接收层中,所述树脂颗粒的以g/m2为单位的含量相对于所述胶体二氧化硅的以g/m2为单位的含量为0.2倍以上且0.7倍以下。
7.根据权利要求1所述的记录介质,其中所述树脂颗粒为聚氨酯树脂颗粒。
8.根据权利要求1所述的记录介质,其中所述第二墨接收层包含锆化合物。
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