JP2000153666A - インクジェット記録要素の製造方法 - Google Patents
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Abstract
製造が容易な、低コストで光沢のある画像記録要素を提
供する。 【解決手段】 支持体上に順に、以下の層: a)非イオン性、水分散性縮合ポリマー光沢増強層、及
び b)インクジェット画像のためのインク受容層 を同時コートすることを含むインクジェット記録要素の
製造方法。
Description
濃度、優れた画質、より高い光沢性、及び速乾性を有す
る印刷像を生成するインクジェット画像記録要素を調製
する方法に関する。
刷システムでは、インク液滴を、高速でノズルから記録
要素もしくは記録媒体に向けて噴射し、媒体上に画像を
形成する。インク液滴、即ち記録液体は、一般的に、色
素もしくは顔料のような記録薬剤と大量の溶剤とを含ん
でなっている。溶剤、即ちキャリア液体は、一般的に、
水、有機材料(例えば、一価アルコール、多価アルコー
ル又はそれらの混合物)から作られる。
なくとも一方の支持体面にインク受容層もしくは画像記
録層を載せた支持体を含んでなり、反射させて見ること
を意図するもの(不透明支持体を有する)、及び透過光
によって見ることを意図するもの(透明支持体を有す
る)が含まれる。インクジェット装置に用いる広範な多
種多様のタイプの画像記録要素が従来提案されている
が、この技術分野には多くの未解決の問題があり、既知
製品には、その商業的な有用性を厳しく制限している多
くの欠陥が存在する。インクジェット記録の画像記録媒
体もしくは要素の要件は、非常に要求が厳しい。
実現し且つ維持するために、インクジェット記録要素
は、次の要求を満たさせねばならないことがよく知られ
ている: ・不均一濃度をもたらすパドリング(即ち、隣接するイ
ンクドットの合体)がないように、容易に濡れること。 ・画像にじみを示さないこと。 ・最大の印刷光学濃度を与えること。 ・後続のプリントもしくは他の面と重ねた場合に要素が
お互いにブロッキングするのを防止するために、高濃度
のインクを吸収し、急速に乾燥する能力を示すこと。 ・高レベルの光沢を与え、特異な光沢を防止すること。 ・支持体及び/又は層(複数でもよい)間の相互作用に
よる、不連続性もしくは欠陥、例えば、クラッキング、
撥水性、コームライン等を示さないこと。 ・色素が結晶化する自由表面での凝集(これにより、画
像領域において、ブルームもしくは褐色化効果を生じ
る)を、未吸収色素が起こさないこと。 ・水との接触又はデーライト、タングステン光、もしく
は蛍光灯による照射に由来する褪色を避けるために最適
な画像堅牢性を有すること。
高光沢である。高光沢は、一般的に、1)繊維紙支持体
上への樹脂(典型的にはポリエチレン)の溶融押出、も
しくは2)キャストコーティング(コーティングを、鏡
面仕上げした加熱したドラムに押し付けることによるコ
ーティング技法)によって達成される。樹脂コーティン
グは高光沢の画像記録要素を生成するが、この技法は特
別の押出装置、及び別途のコーティング押出操作を必要
とし、コストがかかる。キャストコート紙は、樹脂コー
ト紙よりも、コストの点では同等もしくは僅かに安価で
あるが、コーティングを圧力と熱で処理する特別のコー
ティング技法を必要とする。従って、特別のコーティン
グ装置を必要としないで、製造が容易な、低コストで光
沢のある画像記録要素のニーズがある。
7230号公報には、例えばポリエステルのような接着促進
中間層を、支持体とインク受容層の間に用いたインクジ
ェット受容体が開示されている。ポリエステルを用いる
欧州特許出願公開第747230号には、この中間層がアニオ
ン性であり、この材料が、凝集を防止するためにカチオ
ン性となっている他の層とは別の時にコートされること
を要する点で問題がある。
上に順に、以下の層: a)非イオン性、水分散性縮合ポリマー光沢増強層、及
び b)インクジェット画像のためのインク受容層 を同時コートすることを含むインクジェット記録要素の
製造方法を提供する。
光学濃度及び良好な色域を有する画像を提供することが
できる。また、光沢増強層を、インク受容層と同時にイ
ンラインで水性コートでき、ポリエチレン押出もしくは
キャストコーティングに必要な特別なタイプのコーティ
ング装置を必要としないので、本発明の方法は低コスト
である。
性、水分散性、及びコーティング温度で自己凝集性であ
る縮合ポリマーを含んでなる。縮合ポリマーは当該技術
分野では周知であり、例えば、C. E. Carraher Jr.の、
Polymer Chemistry, 4版、Macel Dekker, New York, 21
1-261 頁にその定義が見られる。本発明に有用な縮合ポ
リマーには、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステ
ルとポリウレタンとのブロックコポリマー、ポリエーテ
ル、ポリエステルとポリエーテルとのブロックコポリマ
ー、ポリウレタンとポリエーテルとのブロックコポリマ
ーが含まれる。
マーはポリエステルである。そのようなポリエステル
は、1種以上のジヒドロキシ官能化合物と共重合された
1種以上のジカルボン酸と、二酸及びジヒドロキシモノ
マーと共重合されていてもいなくてもよい非イオン性親
水性成分とからなる。非イオン性親水性成分はポリマー
もしくはオリゴマーであって、このポリエステル成分に
水分散性を与える。
ポリマーは、例えば、テレフタル酸とイソフタル酸のモ
ル比がおおよそ2:1であるポリ[テレフタル酸−コ−
イソフタル酸−コ−エチレングリコール−ブロック−ポ
リ(エチレングリコール)]のようなポリエステルとポ
リエーテルとのブロックコポリマーである。この材料
は、EvCo ReserchからEvCote(商標)P18NS として市販
されている。
芳香族ジカルボン酸の例には、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、フタル酸、及び2,6ナフトエ酸が含まれるが、
これらに限定されない。酸部分の芳香族ジカルボン酸成
分は、好ましくは、二酸部分全体の50〜100モル%
である。
二酸部分に用いることができる。有用な脂肪族二酸に
は、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、1,4−シク
ロヘキサンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸及びア
ゼライン酸が含まれるが、これらに限定されない。脂肪
族二酸の含有率は、好ましくは、ポリエステルのジカル
ボン酸部分全体の0〜50モル%である。
は、実質的にいずれのジヒドロキシ官能化合物にもなる
ことができる。脂肪族及び脂環式グリコールが最も有用
であろう。有用なグリコールには、エチレングリコー
ル、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレ
ングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペン
タンジオール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキ
サンジメタノール、ジエチレングリコール及びトリエチ
レングリコールが含まれるが、これらに限定されない。
ジヒドロキシ基を有するポリエチレングリコールも用い
ることができる:
と、配合物に水分散性を与える親水性ブロックの構成を
生じる。
性成分を形成するのに、例えば、次式のような、オリゴ
マーの末端にジヒドロキシ基を有するポリプロピレング
リコールも用いることができる:
テル構造中に共重合させて、ブロックコポリエステルを
与えてもよく、もしくはそれをプリフォームした非イオ
ン性ポリエステルと物理的に配合してもよい。いずれの
場合でも、この系の場合、オリゴマー親水性ポリマーは
水分散性を与える。
ンコポリマーも有用である。ポリウレタンは、1種以上
のジヒドロキシ官能モノマーと共反応させた1種以上の
ジイソシアネートモノマーからなる縮合コポリマーであ
る。当該ポリウレタンは、水分散性、非イオン性、且つ
コーティング温度で自己凝集性を有しなければならな
い。本発明に有用なジイソシアネートモノマーの例に
は、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−シクロ
ヘキサンジイソシアネート、1,4−トルエンジイソシ
アネート、メチレンシクロヘキシルジイソシアネート、
イソホロンジイソシアネート、及びメチレンジフェニル
ジイソシアネートが含まれるが、これらに限定されな
い。
のジヒドロキシ官能化合物にもなることができる。本発
明に用いる非イオン性水分散性ポリマーは、一般的に、
コーティング温度で自己凝集性である。これは、水性の
コーティング溶剤が蒸発すると自発的に、このポリマー
が、滑らかな、均一な光沢層に凝集することを意味す
る。ボイドもしくは相分離による異なる屈折率の領域等
の表面不規則を避けなければならない。そうでないと、
光沢を減じる結果となる。
に小さい方がよく、その結果固体状態の大規模な鎖の絡
み合いが避けられる。分子量が大きすぎると、ポリマー
鎖が大規模に絡み合って、粗面形態となることが多い。
一般的に、1500〜30,000、好ましくは、20
00〜10,000のポリスチレン等価平均分子量のポ
リマーを用いる。EvCote(商標)P18NS は、3550の
ポリスチレン等価平均分子量を有する。本発明に用いる
光沢増強ポリマーは、一般的に、−100℃〜40℃、
好ましくは、−60℃〜10℃のガラス転移温度を有す
る。EvCote(商標)P18NS は、−46℃のガラス転移温
度を有する。
めのスポンジ層として主に考えられている。水性インク
の場合、インク受容層は主として親水性材料から構成さ
れる。この層は、ゼラチン、アルブミン、ガー(gua
r)、キサンタム(xantham )、アラビアゴム、キトサ
ン、デンプン及びそれらに誘導体等の天然親水性コロイ
ド並びにゴム;官能化プロテイン、官能化ゴム及びデン
プン、並びにセルロースエーテル及びその誘導体等の天
然ポリマーの誘導体;並びにポリビニルオキサゾリン、
ポリビニルメチルオキサゾリン、ポリオキシド、ポリエ
ーテル、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、ポリメ
タクリル酸、n−ビニルアミド(ポリアクリルアミド及
びポリビニルピロリドンを含む)、並びにポリビニルア
ルコール、その誘導体及びコポリマー;並びにこれらの
物質の組合せ等の物質を含むことができる。
レイ、アルミナ、ポリスチレンビーズ等の無機もしくは
有機粒子をバインダー中に含んでもよい。一般的に、こ
の層は、乾燥厚5〜60μm、好ましくは8〜45μm
で存在することができる。
耗性、汚れ及び指紋耐性、摩擦コントロール、画質等を
提供する。本発明に用いるオーバーコート層は、インク
受容層のところで記載したいずれの材料も含むことがで
きる。好ましい態様では、オーバーコート層は、カチオ
ン改質されたセルロースエーテルを含んでなる。別の好
ましい態様では、このカチオン改質されたセルロースエ
ーテルは、ポリ[β−D−1,4−アンヒドロ−グルコ
ース−g−オキシエチレン−g−(2’−ヒドロキシプ
ロピル)−N,N−ジメチル−N−ドデシルアンモニウ
ムクロライド]である。一般的に、このオーバーコート
層は、乾燥厚0.1〜5μm、好ましくは、0.25〜
3μmで存在することができる。
にカチオン性ポリマーを加えるか、又はインクジェット
インクに典型的に用いられるアニオン性色素を媒染する
カチオン性ポリマーであるインク受容層及びオーバーコ
ート層を使用することが望ましい。これらのカチオン性
材料は、アニオン性色素と反応し、水堅牢性、にじみ、
及びRH感受性を改善する。使用できる典型的なカチオ
ン性ポリマーには、ポリビニルベンジルトリメチルアン
モニウムクロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウ
ムクロライド、四元コポリマー、四元アクリルラテック
スコポリマー、アミドエピクロロヒドリンコポリマー、
ジメチルアミノエチルメタクリレートコポリマー、ポリ
アリルアミン、及びポリエチレンイミンが含まれる。
強層は、当該記録要素の光沢を改善する。光沢増強層
は、水性コート可能であり、インク受容層と同時にイン
ラインコート可能である。光沢増強層を形成するのに用
いる縮合ポリマー分散物は、分散物を安定化する有機
酸、増粘剤、界面活性剤、及びワックス等の追加の添加
物を含有することができる。
を、マルチスロットスライドホッパーを用いて、カチオ
ン性添加物を含有するインク受容層及び/又はオーバー
コート層と同時に容易にコートすることができる。
を改善するために、支持体表面をコロナ放電処理して、
その後、この支持体に光沢増強層を適用するか、あるい
は、ハロゲン化フェノールもしくは部分加水分解した塩
化ビニル−酢酸ビニルコポリマーから形成される層を支
持体表面に適用することができる。さらに、そのような
操作を光沢増強層上にも実施して、この光沢増強層と溶
剤吸収層との間の接着を改善することもできる。
節してもよく、また、その物理特性及び光学特性を高め
るために、例えば、艶消し剤、酸化防止剤、界面活性
剤、光安定化剤、帯電防止剤、化学架橋剤、カチオン性
媒染剤等の添加物を含有してもよい。
くは基体も用いることができる。例えば、カレンダーに
かけたパルプベース紙もしくはカレンダーにかけてない
パルプベース紙、キャストコートもしくはクレイコート
紙、並びにコットン、ナイロン(ポリアミド繊維)、ポ
リエステル、レーヨン等の織物を用いてもよい。本発明
の好ましい態様では、支持体は紙である。通常、支持体
は12〜500μm、好ましくは、75〜300μmの
厚みを有する。必要ならば、支持体に、酸化防止剤、帯
電防止剤、可塑剤及び他の公知の添加物を導入してもよ
い。
善、記録要素の摩擦及び抵抗率の制御等の目的のため
に、随意選択的に、追加のバッキング層もしくはコーテ
ィングを支持体の裏面(即ち、支持体の画像記録層がコ
ートされている側の反対側)に適用してもよい。一般的
に、このバッキング層はバインダー及びフィラーを含ん
でなることができる。典型的なフィラーには、非晶質及
び結晶質シリカ、ポリメチルメタクリレート、中空の球
体ポリスチレンビーズ、微結晶質セルロース、酸化亜
鉛、タルク等が含まれる。バッキング層へのフィラーの
充填は、一般的に、バインダー成分の2質量%未満であ
り、フィラー材料の平均粒径は5〜15μm、好ましく
は、5〜10μmの範囲である。
は、アクリレート、メタクリレート、ポリスチレン、ア
クリルアミド、ポリ塩化ビニル−ポリ酢酸ビニルコポリ
マー、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体等であ
る。追加して、帯電防止剤をバンキング層に含ませて、
記録要素の静電気障害を保護してもよい。特に好適な帯
電防止剤は、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム塩、オクチルスルホン酸カリウム塩、オリゴスチ
レンスルホン酸ナトリウム塩、ラウリルスルホコハク酸
ナトリウム塩等の化合物である。バインダー組成物に帯
電防止剤を当該バインダーの質量に対して0.1〜15
質量%で添加することができる。
ンターのノズルから個々の液滴の形態で噴射されると、
この液滴は画像記録層を通過し、そこでインクの色素の
大部分が保持もしくは媒染され、同時にインクの残りの
色素及び溶剤もしくはキャリア部分はこの画像記録層を
自由に通って溶剤吸収層まで通過し、そこで多孔性もし
くは微孔性材料によってそれらは急速に吸収される。こ
の様式では、大量のインクが本発明の記録要素によって
急速に吸収され、優れた光学濃度及び良好な色域を有す
る高品位記録画像を生成する。
れるインクジェットインクは当該技術分野では周知であ
る。インクジェット印刷に用いられるインク組成物は、
溶剤もしくはキャリア液体、色素もしくは顔料、湿潤
剤、有機溶剤、洗浄剤、増粘剤、防腐剤等を含んでなる
液体組成物である。溶剤もしくはキャリア液体は、単に
水となることができ、もしくは他の水混和性溶剤(例え
ば、多価アルコール)と混合した水となることができ
る。多価アルコールのような有機材料が主たるキャリア
もしくは溶剤液体であるインクも用いることができる。
特に有用なものは、水と多価アルコールとの混合溶剤で
ある。そのような組成物に用いられる色素は、一般的に
水溶性の直接タイプもしくは酸タイプ色素である。その
ような液体組成物は、例えば、米国特許第4,381,946
号、同4,239,543 号、及び同4,781,758号明細書を含む
多くの先行技術文献に記載されている。
インクジェットプリンターに有用であるとして引用した
が、これらの記録要素はペンプロッター集成装置用の記
録媒体としても有用である。ペンプロッターは、インク
タンクと接触する毛細管の束からなるペンを用いて記録
媒体面に直接書き込むことによって操作する。
は、本発明に用いられる記録要素の非ブロッキング特性
に寄与し、それらの耐汚染性をコントロールするため
の、艶消し剤、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、シリ
カ及びポリマービーズ(例えば、架橋ポリメチルメタク
リレートもしくはポリスチレンビーズ);インク吸収性
樹脂もしくは層のエージング挙動を改善するため、それ
に連続適用されるインクの吸収促進及び乾燥のため、イ
ンク受容層の表面均一性を高めるため、そして乾燥コー
ティングの表面張力を調節するための、界面活性剤、例
えば、非イオン性、炭化水素もしくはフッ化炭素界面活
性剤又はカチオン性界面活性剤(例えば、第四級アンモ
ニウム塩);蛍光色素;pHコントロール剤;消泡剤;
滑剤;防腐剤;粘性改良剤;色素定着剤;防水剤;分散
剤;UV吸収剤;防かび剤;媒染剤;帯電防止剤;酸化
防止剤;蛍光増白剤、等を含む種々の既知の添加剤も含
有することができる。そのような添加剤を、達成しよう
とする目的に従って、既知の化合物もしくは材料から選
択することができる。
である。例 写真紙支持体上に全てのコーティングを作製した。支持
体は、漂白した硬木クラフト(Pontiac PF81)12.5
%、漂白した亜硫酸軟木(Puget Plus(商標))87.
5%からなるパルプ完成紙料を、ダブルディスクリファ
イナーで精製し、そしてJordanコニカルリファイナーで
200cm3 のカナダ国標準ろ水度まで精製して作製し
た。得られたパルプ完成紙料に、乾燥質量基準で、アル
キルケテンダイマー0.4%、カチオンデンプン1.0
%、ポリアミド−エピクロロヒドリン0.5%、アニオ
ン性ポリアクリルアミド樹脂0.2%、及び二酸化チタ
ン4.0%を加えた。Fourdrinier ペーパーマシン(長
網抄紙機)で絶乾質量127g/m2 のベース紙を作製
し、湿式プレスし、そして蒸気加熱乾燥機を使っておお
よそ10%の水分まで乾燥した。この紙ベースを3.3
質量%の糊充填量を達成するために、ヒドロキシエチル
化された10%コーンスターチ溶液を用いて、垂直サイ
ズプレスで表面にサイズを塗った。表面サイズした支持
体を0.127mmまでカレンダーにかけた。
リエステル分散物からなる光沢増強層、3.0μm〜
4.0μmの範囲の乾燥厚を与える。 b)石灰処理したゼラチン(Eastman Gelatin )の1
3.6質量%水溶液からなるインク受容層、8μmの乾
燥被覆を与える。 c)以下のいずれかの乾燥被覆0.5μmのオーバーコ
ート層: 1)ポリ[β−D−1,4−アンヒドログルコース−g
−オキシエチレン−g−(2’−ヒドロキシプロピル)
−N,N−ジメチル−N−ドデシルアンモニウムクロラ
イド]、LM200 、(Amerchol Co.)の2.08質量%水
溶液及びOlin10G界面活性剤1.0容量%; 2)ポリ[β−D−1,4−アンヒドログルコース−g
−オキシエチレン−g−(2’−ヒドロキシプロピル)
−N,N−ジメチル−N−ドデシルアンモニウムクロラ
イド]、LM200 、とカルボキシメチルセルロース(Celf
ix-5、Riverside Chemical Company)との50/50混
合物を含有する3.23質量%水溶液、及びOlin 10G界
面活性剤1.0容量%;もしくは 3)ポリ[β−D−1,4−アンヒドログルコース−g
−オキシエチレン−g−(2’−ヒドロキシプロピル)
−N,N−ジメチル−N−ドデシルアンモニウムクロラ
イド]、LM200 、とメチルセルロース(A4M 、Dow Chem
ical)との50/50混合物を含有する1.62質量%
水溶液、及びOlin 10G界面活性剤1.0容量%。
パーを利用する小規模パイロット塗工機を用いてコート
した。各層を同時にコートしその後乾燥した。光沢増強
層を有しなかった以外は、例1〜9と同様に対照要素を
調製した。そして、BYK-Gardener Gloss Meterを使って
上記塗膜の光沢を測定した。結果を次の表に示す。
沢増強層をもたない対照要素と比較して、光沢度が高い
インクジェット記録要素が得られることを示している。
高光学濃度及び良好な色域を有する画像を提供すること
ができる。また、光沢増強層を、インク受容層と同時に
インラインで水性コートでき、ポリエチレン押出もしく
はキャストコーティングに必要な特別なタイプのコーテ
ィング装置を必要としないので、本発明の方法は低コス
トである。
Claims (1)
- 【請求項1】 支持体上に順に、以下の層: a)非イオン性、水分散性縮合ポリマー光沢増強層、及
び b)インクジェット画像のためのインク受容層 を同時コートすることを含むインクジェット記録要素の
製造方法。
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