JP2000118124A - インクジェット記録材料 - Google Patents
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Abstract
て優れたインクジェット記録材料を提供する。 【解決手段】 親水性樹脂と無機顔料とを含むインク受
容層を有するインクジェット記録材料において、インク
受容層の無機顔料としてシリカ粒子の表面層がアルミナ
でドープされたシリカ粒子を用いる。このアルミナでド
ープされたシリカ粒子は、熱分解法と火炎加水分解法と
を組合せた方法によって製造され、シリカの表面がアル
ミナでドープされている。インク受容層は好適にはアル
ミナでドープされたシリカを親水性樹脂100重量部に
対し、5〜200重量部含む。
Description
録材料に係わり、即乾性、光沢性に優れたインクジェッ
ト記録材料に関する。
(PPC)と並んで最も普及した印刷方法であり、良好な
画像を得るために専用の受像処理が施された記録材料が
各種提案されている。インクジェット記録のための受像
処理としては、基材となる紙或いはフィルム上に水性イ
ンクの吸収性がよく且つ耐水性を備えた樹脂の塗布層を
形成したものが一般的であり、グラフトポリマーやブロ
ックポリマーを用いたもの(特開昭61-21780号)、ポリ
ビニルピロリドンとアクリル酸系のポリマーを用いたも
の(特開昭62-218181号)、さらにPPCと共用できる材料
(特開平5-177921号)などが提案されている。
いては、多くの場合、インクの吸水性を向上するため
に、クレー、タルク、シリカ、アルミナ、酸化チタンな
どの顔料が添加され、これら無機顔料はその透明度(透
明か白色か)を考慮して選択される。
適用するために透明性が求められる場合には、無機顔料
としてはアルミナ等の透明な結晶質の顔料が選択され、
白色であることが求められる場合には、タルク、酸化チ
タン等の白色顔料が選択される。
ては、上述した色等のファクターの他に無機顔料を塗布
液中に分散せしめる場合の分散性や塗布液の粘度(流動
性)や、インク受容層を形成した後のインク吸収性や乾
燥速度に与える影響も重要である。しかし従来の顔料は
それぞれ異なる特長を有し、全てを満足する無機顔料は
見出されていない。
等の全ての性能において優れたインクジェット記録材料
を提供することを目的とする。また本発明は高品質の画
質が得られるインクジェット記録材料を提供することを
目的とする。
本発明者らは、インク受容層に用いる無機顔料について
鋭意研究した結果、シリカ粒子の表面をアルミナでドー
プしたものを用いた場合に、アルミナおよびシリカの利
点を兼ね備え、しかもそれら単独で或いは混合して用い
た場合より優れた特性が得られることを見出し本発明に
致ったものである。
親水性樹脂と無機顔料とを含むインク受容層を有するイ
ンクジェット記録材料において、インク受容層は、無機
顔料として、表面がアルミナでドープされたシリカ粒子
(以下、アルミナドープシリカという)を含むものであ
る。このようなアルミナドープシリカは後述する特定の
製法によって製造することができる。
に対し1×10-5〜20重量%のアルミナでドープされ
ていることが好ましい。
たときに良好な液流動性および分散性を示すと共に、被
膜強度のある被膜を形成することができる。さらにこの
ようなシリカ粒子を含有するインク受容層は耐水性、イ
ンク吸収性ともに優れ、高品位の画質を得ることができ
る。
て、アルミナドープシリカ粒子の量は特に限定されない
が、通常親水性樹脂100重量部に対し、5〜200重
量部とする。
一つの態様として、インク受容層が支持体上に形成され
ている。支持体としては、プラスチックフィルム或いは
紙を例示することができる。
工層としてインク受容層を設けてもよいし、紙自体をイ
ンク受容層とすることもできる。その場合、紙の製造工
程において添加される内添サイジングの填料として或い
は紙表面に塗布される表面サイジングの顔料としてアル
ミナドープシリカ粒子を使用する。
録材料について具体的に説明する。
録材料の実施例の概略を示す断面図で、支持体1上に、
インク受容層2を形成した構造を有している。
ィルム、例えばポリエステル、ポリカーボネート、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、トリアセチルセルロース、
ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリスチレン、ポリアミ
ド、ポリイミド、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体
等の合成樹脂フィルム、紙、クロス、合成紙、ターポリ
ンあるいはこれら紙等と前記樹脂フィルムとの複合フィ
ルム等が使用できる。
成しやすいように易接着処理等の表面処理がなされてい
てもよい。またアンカーコート層が形成されていてもよ
い。アンカーコート層としては、インク受容層2を構成
する樹脂および支持体の両方に良好な接着性を示す樹脂
が用いられる。
記その他の目的のために、インク受容層2が設けられた
面と反対の面に、粘着層、筆記層などの層が積層された
多層体であってもよい。
ンクジェット記録プリンターへの供給、搬送等を考慮
し、例えば20〜200μmのものが使用される。
料とを含み、無機顔料としてアルミナドープシリカ粒子
を用いる。
アルミナでドープされたもので、シリカ粒子としての特
性とアルミナとしての特性を合わせ持ち、しかも単にア
ルミナとシリカを混合したものでは得られない特性、例
えば優れた液流動性や分散性を有する。シリカ粒子にド
ープされるアルミナの量は1×10-5〜20重量%、好
適には1×10-4〜1重量%、より好適には1×10-2
〜0.5重量%である。このような範囲で、上述の特性
が得られる。またこのシリカ粒子の粒子径(平均粒子
径)は、好適には1〜300nm、より好適には10〜
100nm、さらに好適には60〜80nmである。
する方法としては、アルミニウム化合物、例えばAlCl3
を含む溶液中にシリカ粒子を入れて、その表面に溶液を
コーティングし、その後、乾燥、焼成する方法(溶液
法)やアルミニウムおよびケイ素の化合物をガス化し、
その混合ガスを火炎中で反応させて混合酸化物を得る方
法(火炎加水分解法)などが挙げられるが、本発明で用
いるアルミナドープシリカは、以下に述べる熱分解法と
火炎加水分解法とを組合せた方法により製造することが
できる。この方法でアルミナドープシリカを製造するこ
とにより、表面層をアルミナでドープしたシリカ粒子を
得ることができ、しかも微量のアルミナを均一にドープ
することができる。
(典型的には、SiCl4などのハロゲン化物)をフレーム
(火炎)中に送り、エアロゾルと反応させる。この際、
エアロゾルとしてアルミニウム化合物、例えばAlCl3を
含むエアロゾルを用意する。このようなエアロゾルは、
アルミニウム化合物を含む溶液或いは分散液をエアロゾ
ル発生器を用いて、好適には超音波法により噴霧状にす
ることにより調製する。このエアロゾルをケイ素化合物
を含むガス混合物と均一に混合した状態で、フレーム中
で反応させる。これにより表面がアルミナでドープされ
たシリカ粒子が生成するので、これを常法によりガスか
ら分離する。
ドープシリカ粒子は、アルミナとシリカが別個の粒子と
して生成されることがなく、また一つの粒子中にアルミ
ナとシリカが混合した混合酸化物とは異なり、シリカ粒
子の表面層にアルミナがドープされた粒子となる。その
BET表面積は、5〜600m2/gである。
限定されないが、通常樹脂100に対し5〜200部程
度、好適には10〜70部とする。このような範囲でア
ルミナドープシリカ粒子を添加することにより、塗工の
際に塗布液の液流動性、分散性が向上し、インク受容層
の即乾性が向上する。尚、通常のシリカ粒子の場合、樹
脂の種類にもよるが、シリカを100部以上用いた場合
には、被膜化することが困難であるが、上述したアルミ
ナドープシリカ粒子の場合、100部以上用いても塗布
液の粘度が低く、分散性がよく、均一な被膜を形成する
ことが可能である。
ト記録材料のインク受容層用の樹脂が用いられる。特に
水系インクの吸収性がよく且つ耐水性がある樹脂が好適
に用いられる。このような樹脂としてポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース樹脂、
水溶性ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール、アク
リル酸、アクリルアミド共重合体、メラミン樹脂、ポリ
エーテルポリオールまたはその架橋物等の合成樹脂、ゼ
ラチン、カゼイン、でんぷん、キチン、キトサン等の天
然樹脂、必要に応じて適度に耐水化された水溶性高分子
が挙げられる。また、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルピロリドン等の水溶性樹脂を公知の方法で硬化させた
化合物、水溶性でシンナモイル基、スチルバゾリウム
基、スチリルキノリウム基或いはジアゾ基を持つ樹脂等
も使用することができる。これら樹脂は1種または2種
以上を混合して用いることができる。耐水性の点ではポ
リビニルアルコールまたはアクリル酸共重合体とポリビ
ニルピロリドンを混合して用いたものが好ましい。
ナドープシリカ粒子の他、クレー、タルク、ケイソウ
土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、
珪酸アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、合成ゼオラ
イト、アルミナ、スメクタイト等の他の無機顔料を、ア
ルミナドープシリカ粒子の性質を損わない範囲で含有す
ることができる。これら無機顔料の添加量は、上記アル
ミナドープシリカ粒子との合計が、樹脂100に対し5
〜200部程度とする。
剤、レベリング剤、UV吸収剤、光安定剤、顔料等の添
加物を添加してもよい。
シリカ粒子、樹脂および必要に応じて使用される添加剤
を溶剤に溶解或いは分散した塗工液をバーコーティング
法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法等
の塗布方法により支持体上に塗布、乾燥することにより
形成することができる。支持体が紙の場合には、紙を塗
工液中に浸漬し、含浸することによって形成してもよ
い。
工或いは含浸の他、上質紙や中質紙などの原紙を製造す
る工程で添加される内添サイジングの填料として、或い
は表面サイジングの顔料としてアルミナドープシリカ粒
子を使用することもできる。尚、支持体が紙の場合には
パルプの毛細管現象によりインク吸収を助けるため、フ
ィルムよりも少ない塗布量でインクジェット記録特性を
満すことができる。但し、フィルムを用いた場合には高
い光沢が得られるので、写真と同様の質感を得るために
はフィルムが好適である。
μm〜50μm、好適には3μm〜40μmとする。
成した構造のインクジェット記録材料について説明した
が、これは本発明のインクジェット記録材料の基本構造
であって、本発明はこれに限定されず、種々の形態とす
ることができる。
することができる。このインクジェット記録材料は、支
持体1上にインク受容層2およびインク透過層3が形成
されている2層構造で、インク受容層2は上述したイン
ク受容層と同様で、インクの主成分として親水性樹脂と
無機顔料とを含む。インク透過層3は、多孔質層からな
る。
れたインクの染料或いは顔料は多孔性のインク透過層3
の孔内に吸着され、インク透過層3を透過したインクは
更にインク受容層2で吸収される。これにより表面の乾
きが早く、優れたインク吸収性が得られる。また印字面
は高い光沢を示し、鮮明な画像を得ることができる。
説明する。
装置を用いてシリカ粒子の表面にアルミナがドープされ
たアルミナドープシリカを次のように製造した。
バーナー21の中央管22に導入した。また3.4 Nm3/hの1
次水素ガスおよび3.76 Nm3/hの空気を中央管22に導入し
た。バーナーの中央ノズル23から出たガス混合物は、燃
焼室28およびそれに直列に接続された水冷燃焼炎管31で
燃焼した。ノズル23の固化を防ぐために、0.5 Nm3/hの
2次水素ガスを、中央管22を囲むように配置されたマン
トルノズル24から供給した。さらに20 Nm3/hの2次空気
を燃焼室28に供給した。
のAlCl3水溶液29を超音波法により噴霧状にして、460 g
/hのアルミニウム塩エアロゾルを発生させた。0.5 Nm3/
hの空気をキャリアガスとして、エアロゾルを加熱器27
に通し、ここで180℃でガスと塩の結晶のエアロゾルに
変えた。このエアロゾルを、軸管25から中央管22に送っ
た。バーナー口におけるガス混合物(SiCl4/空気/水
素/エアロゾル)の温度は156℃であった。
を、減圧で吸引することにより冷却系30,31を介して収
集し、約100〜160℃に冷却した。固体をフィルター或い
はサイクロンでガス流から分離した。さらに付着してい
る塩酸残渣を、温度を上昇させながら水蒸気を含む空気
で処理することにより除去し、アルミナドープシリカを
得た。このアルミナドープシリカの平均粒径は80 nm、
アルミナドープ量は約0.25%であった。
100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(メ
リネックス535:デュポン社製)上に下記組成のイン
ク受容層用塗布液を塗布量が5〜5.5g/m2となるようにバ
ーコーティングにより塗布・乾燥し、インク受容層を形
成した。
するとともに作製したインクジェット記録材料について
インク受容層の即乾性、透明性、インク吸込み力(Wick
ing)およびインクジェット記録後の画質を評価した。
その結果を表1に示す。
△は使用可能だが、やや劣る、×が悪いを表わす。
上に下記組成のインク受容層用塗布液を塗布量が5〜5.5
g/m2となるようにバーコーティングにより塗布・乾燥
し、インク受容層を形成した。尚、ここで用いたシリカ
−アルミナ混合酸化物は、市販品(Aerosil MOX170:デ
グッサ社製)であって、シリカ粒子内にアルミナが均一
に混合された混合酸化物である。
ンク受容層の特性を評価した。結果を併せて表1に示
す。
用いて、実施例1と同様にインク受容層を形成した。但
し、アルミナドープシリカ粒子の代りに、比較例2では
シリカ(Aerosil 200:日本アエロジル社製)、比較例
3ではアルミナ(Aluminium Oxide C:デグッサ社製)
を用いた。これらについても実施例1と同様に塗布液の
特性およびインク受容層の特性を評価した。結果を併せ
て表1に示す。
1のインク受容層用塗布液は、優れた分散性を示し、流
動性が良好で、容易に所望の厚さの被膜を形成すること
ができた。これらの性質はシリカおよびアルミナのいず
れよりも優れていた。また即乾性もどの比較例よりもよ
い値を示し、アルミナドープシリカが独自の優れた特性
を備えていることが示された。また透明性や印刷後の画
質についてもシリカ或いはアルミナを用いたインクジェ
ット記録材料と同等の優れた性質を示した。
用い、親水性樹脂の種類を変えて下記組成のインク受容
層用塗布液を調製した。 ・親水性樹脂 10重量部 ・無機顔料(アルミナドープシリカ) 10重量部 ・分散溶媒 10重量部
アルコール(コ゛ーセノールGH-20:日本合成化学社製)、実施
例3ではカチオン変性ポリビニルアルコール(C-318-2
A:日本合成化学社製)、実施例4ではアクリル酸共重合
体とポリビニルピロリドンを重量比で3:2混合したも
のをそれぞれ用い、また分散溶媒として実施例2、3で
は水を用い、実施例4ではメタ変性アルコールを用い
た。
は、モノマーとしてメチルメタクリレート45モル%、ブ
チルメタクリレート10モル%、ヒドロキシエチルメタク
リレート30モル%およびジメチルアミノエチルメタクリ
レート15モル%を用いた共重合体である。
テレフタレートフィルム(メリネックス535:デュポ
ン社製)上に厚さ25μmとなるように塗布・乾燥し、イ
ンクジェット記録材料を作製した。
(コ゛ーセノールGH-20:日本合成化学社製)を用い、無機顔料
の種類を変えて下記組成のインク受容層用塗布液を調製
した。 ・親水性樹脂(ポリビニルアルコール) 10重量部 ・無機顔料 10重量部 ・水 80重量部
sil 200:日本アエロジル社製)、比較例5ではアルミナ
(デグッサ社製)を、比較例6ではシリカ(ミス゛カシルP78-
F:水澤化学工業社製)をそれぞれ用いた。また比較例7
では無機顔料を含まず親水性樹脂10重量部(水90重
量部)のみを用いてインク受容層用塗布液を調製した。
これらインク受容層用塗布液を用いて実施例2と同様に
してインクジェット記録材料を作製した。
ンク受容層用塗布液について液流動性および分散性を評
価するとともに作製したインクジェット記録材料につい
てインク受容層の膜強度、透明性、膜耐水性、インク吸
収速度および印字後の画質を評価した。その結果を表2
に示す。
際に、容易に塗工できたものを○、塗工しにくかったも
のを×とした。分散性は顔料が溶媒(水)中に均一に分
散したものを○、分散安定性が悪かったものを×とし
た。膜強度は粘着テープを用いた剥離試験を行い、凝集
破壊を起こさなかったものを○、起こしたものを×とし
た。膜の透明性は、支持体となるフィルムが透視できた
ものを○、フィルムが隠蔽されたものを×とした。膜の
耐水性は、作製したインクジェット記録材料を25℃の
蒸留水中に5分間浸漬した後、塗膜が残っていたものを
○、溶けてしまったものを×とした。
ト記録材料にインクジェットプリンター(PM700C:セイ
コーエプソン社製)で印字し、5分後に印字部が乾いて
いたものを○、乾かなかったものを×とした。画質は良
好なものを○、にじみやすかったものを△、画像が形成
できなかったものを×とした。
料としてシリカを用いた比較例4、6では液流動性が悪
いため、十分な膜強度をもつ塗膜を形成することができ
ず、印字したインクもにじみやすかった。また無機顔料
としてアルミナを用いた比較例5では塗布液の分散性が
悪かった。
の種類に関わりなく、優れた液流動性、分散性を示し、
作業性よく均一なインク受容層を形成することができ
た。また実施例のインクジェット記録材料はいずれも膜
強度、透明性に優れ、印字した場合の乾燥性、画質も優
れていた。特に親水性樹脂としてアクリル共重合体とポ
リビニルピロリドンとを用いた実施例4は、上述した特
性に加え塗膜の耐水性も優れていた。
水性樹脂と無機顔料とを含むインク受容層の無機顔料と
してアルミナでドープしたシリカ粒子を用いたことによ
り、即乾性、吸水性、耐水性等の全ての性能において優
れ、高品質の画質を得ることができる。
クジェット記録材料の実施例を示す断面図。
造装置の一例を示す図。
Claims (6)
- 【請求項1】 親水性樹脂と無機顔料とを含むインク受
容層を有するインクジェット記録材料において、前記イ
ンク受容層は、無機顔料としてシリカ粒子の表面層がア
ルミナでドープされたシリカ粒子を含むことを特徴とす
るインクジェット記録材料。 - 【請求項2】 前記アルミナでドープされたシリカ粒子
は、シリカに対し1×10-5〜20重量%のアルミナで
ドープされていることを特徴とする請求項1記載のイン
クジェット記録材料。 - 【請求項3】 前記インク受容層は、アルミナでドープ
されたシリカ粒子を前記親水性樹脂100重量部に対
し、5〜200重量部含むことを特徴とする請求項1ま
たは2記載のインクジェット記録材料。 - 【請求項4】 前記インク受容層は、支持体上に形成さ
れていることを特徴とする請求項1記載のインクジェッ
ト記録材料。 - 【請求項5】 前記支持体が、プラスチックフィルムで
あることを特徴とする請求項4記載のインクジェット記
録材料。 - 【請求項6】 前記支持体が、紙であることを特徴とす
る請求項4記載のインクジェット記録材料。
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