JP2001039022A

JP2001039022A - 記録用シート、記録物及び製造方法

Info

Publication number: JP2001039022A
Application number: JP11217751A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Tanuma; 敏弘田沼
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】インクの吸収性、色素の定着性が良好であり、
印字後の長期保存下の退色性が小さく、製造も容易な記
録用シート、記録物及び製造法の提供。【解決手段】スルホン酸基又はカルボン酸基を有し、そ
の１重量％水溶液のｐＨが４以下を示す酸の、アルカリ
金属、アルカリ土類金属又は周期表第３族の塩を含むイ
ンク受理層を基材上に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンター用の記録媒体に適した記録用シート、記録物及
び記録用シートの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット方式、静電転写方
式、昇華型熱転写方式などの各種プリンターを用いて画
像を形成することが多くなっている。この場合、普通の
紙では十分なインクの吸収性や解像度が得られず、また
透明なものも得られないので、基材上にシリカ、アルミ
ナなどの無機物質の多孔質のインク受理層を形成した記
録用シートが提案されている。

【０００３】上記のような無機物のインク受理層を有す
る記録用シートのうちでも、特開平２−２７６６７０号
公報に記載されているベーマイト層を有するものは、イ
ンクの吸収性が良好であり、かつ、色素の定着性も良好
である。しかし、このようなインク受理層を有する記録
用シートにあっては、印字後、保存中にその状態によっ
て大きく退色する場合があった。

【０００４】この問題を解決するために、退色を防止す
る機能を有する物質をインク受理層中に含有させること
が知られている。例えば、特開平７−３１４８８２号公
報には、インク受理層中に、チオシアン酸塩、ヒンダー
ドアミンなどを含有させることにより、退色防止性を付
与することが記載されている。

【０００５】しかしながら、上記のチオシアン酸塩やヒ
ンダードアミンなどは、水への溶解性が小さいため、こ
れらをインク受理層に含有させるにあたって水性媒体が
使用できず、有機媒体を使用するか又は乳化する手段を
使用せざるを得ない。この場合、インク受理層中におけ
る上記物質の含有量には制限があり、また、インク受理
層は、多くの場合、水性の塗工液としてシート上に設け
るが、この塗工液にこれらの物質を直接添加することが
できず、プロセス的に複雑になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
比して、印字後の長期の保存でも退色性が極めて小さ
く、その付与プロセスも簡単であり、更にはインクの吸
収性が良好であり、かつ、色素の定着性が良好な記録用
シート、記録物及びそれらの製造法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、インク受理層
を基材上に設けた記録シートであって、インク受理層
が、分子内にスルホン酸基はカルボン酸基を有し、その
１重量％水溶液のｐＨが４以下を示す酸の、アルカリ金
属、アルカリ土類金属又は周期表第３族元素の塩塩を含
有することを特徴とする記録用シートに係わる。

【０００８】また、本発明は、分子内にスルホン酸基又
はカルボン酸基を有し、その１重量％水溶液のｐＨが４
以下を示す酸の、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は
周期表第３族元素の塩を含有するインク受理層に色素が
担時されたことを特徴とする記録物に係わる。

【０００９】本発明において使用される、分子内にスル
ホン酸基又はカルボン酸基を有し、その１重量％水溶液
のｐＨが４以下を示す酸の、アルカリ金属、アルカリ土
類金属又は周期表第３族元素の塩は、大きな退色防止機
能を有し、以下、これを退色防止剤とも呼ぶが、これら
の塩は、いずれも水に対する溶解性が大きい。従って、
濃度の大きい水溶液として基材上に形成されたインク受
理層に付与できる一方、インク受理層を形成する、水系
の塗工液に乳化などの手法を用いずに直接添加して使用
することができる。また、これらの退色防止剤は、色素
の退色防止剤として、従来のチオシアン酸塩がオゾン退
色に有効であるの対して、特に一重項酸素や空気中の酸
化性ガスによる酸化、光退色に大きな効果を有するとと
もに、また、インク受理層中の含有量を大きくできるの
で退色性の極めて小さい記録シートを製造することがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で使用される退色防止剤を
形成する、分子内にスルホン酸基又はカルボン酸基を有
し、その１重量％水溶液のｐＨが４以下を示す酸とは、
好ましくは、酢酸などの炭素数２〜４の脂肪酸、乳酸、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、
アミド硫酸が例示される。なかでも、上記酸は、その１
重量％水溶液のｐＨが3以下を示すものが特に好まし
い。

【００１１】上記酸のアルカリ金属の塩としては、好ま
しくは、ナトリウム、カリウム又はセシウムの塩が例示
される。また、アルカリ土類金属の塩としては、好まし
くはマグネシウム、カルシウム又はストロンチウムの塩
が例示される。周期表第３族の元素の塩としては、スカ
ンジウム、イットリウム、セリウム、ランタノイド（ラ
ンタンなど）又はアクチノイドの塩が例示される。

【００１２】本発明で使用される退色防止剤の好ましい
具体例は、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンス
ルホン酸マグネシウム、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンスルホン酸カルシウム、２−アクリルアミド
−２−メチルプロパンスルホン酸ストロンチウム、２−
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリ
ウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸カリウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
ンスルホン酸セシウム、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンスルホン酸セリウム、２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸ランタン、アミド硫酸マ
グネシウム、アミド硫酸カルシウム、アミド硫酸ストロ
ンチウム、アミド硫酸ナトリウム、アミド硫酸カリウ
ム、アミド硫酸セシウム、アミド硫酸セリウム、アミド
硫酸ランタンなどである。

【００１３】本発明において、インク受理層に、上記退
色防止剤を付与する方法としては、予め基材上に形成し
たインク受理層に、退色防止剤の水溶液を浸漬法または
スプレー法などで含浸する方法が好ましく採用される。
あるいは、インク受理層を形成する塗工液に退色防止剤
を予め混合し、退色防止効果を有するインク受理層を形
成する方法なども採用できる。

【００１４】インク受理層における退色防止剤の含有量
としては、インク受理層の重量（退色防止剤を含まな
い）を基準として０．０１〜１５重量％であることが好
ましい。退色防止剤の含有量が０．０１重量％に満たな
い場合は、退色防止剤としての効果が十分発現せず、イ
ンクの退色が起こるおそれがあるので好ましくない。退
色防止剤の含有量が１５重量％を超える場合は、インク
受理層の吸収性を阻害するおそれがあるので好ましくな
いが、本発明で優れた点は、インク受理層中の退色防止
剤の含有量を大きくできることである。より好ましい退
色防止剤の含有量は０．１〜１５重量％である。

【００１５】本発明で退色防止剤は、上記のものをそれ
ぞれ単独で用いてもよいが、数種のものを併用してもよ
く、また上記とは別の退色防止剤を併用してもよい。こ
の際に併用する別の退色防止剤の好ましい例としては、
チオシアン酸、ヒンダードアミンなどがある。これら退
色防止剤の併用により、より一層効果を高めることがで
きる。

【００１６】上記の退色防止剤を併用する場合も、イン
ク受理層中の退色防止剤の含有量は、上記と同様な理由
により、インク受理層の重量（退色防止剤を含まない）
を基準として好ましくは、０．０１〜１５重量％、特に
は、０．１〜１５重量％が適切である。

【００１７】本発明において、インク受理層は、記録の
際にインクを吸収し定着し得る多孔質のインク受理層で
ある。インク受理層の厚さは、薄すぎると色素を十分担
持できず、色濃度の低い印刷物しか得られないおそれが
あるので好ましくなく、逆に厚すぎると多孔質インク受
理層の強度が低下したり、あるいは透明性が減少して印
刷物の透明性あるいは質感が損なわれるおそれがあるの
で好ましくない。インク受理層の好ましい厚さは、１〜
５０μｍである。

【００１８】インク受理層は、無機粒子をバインダーで
結合したものであることが好ましい。無機粒子の材質と
しては、シリカ、アルミナ若しくはこれらの水和物又は
それらの二種以上の混合物が好ましい。これらの中で
も、特に、ベーマイトが好ましい。ベーマイトからなる
インク受理層は、吸収性が良好であるとともに、色素を
選択的によく吸着するため、各種の記録方式、なかでも
インクジェットプリンターを用いて、色濃度が高く鮮明
な記録物が得られ、また、本発明での退色防止剤の効果
も十分に発揮される。ここで、ベーマイトは、Ａｌ₂Ｏ₃
・ｎＨ₂Ｏ（ｎ＝1〜１．５）の組成式で表されるアルミ
ナ水和物であり、ベーマイトからなるインク受理層は、
細孔構造を有する凝集体である。

【００１９】インク受理層がベーマイトから形成される
場合には、退色防止剤の含有量は、ベーマイト１ｇあた
り、０．０５〜１００ｍｇであることが好ましい。より
好ましい範囲は、０．１〜５０ｍｇである。

【００２０】ベーマイトからなるインク受理層として
は、その細孔構造の平均細孔半径が１〜２０ｎｍの細孔
からなり、細孔容積が０．３〜１．０ｃｍ³／ｇである
ことが、十分な吸収性を有しかつ透明性もあるので好ま
しい。この範囲の細孔構造を有するベーマイトのインク
受理層を用いることにより、基材が透明である場合に
は、記録用シートも透明なものが得られる。基材が不透
明である場合には、基材の質感を損なわずにインクの吸
収性などの必要とされる物性を記録用シートに付与する
ことが可能である。また、上記平均細孔半径が３〜１０
ｎｍの範囲であれば更に好ましい。なお、細孔径分布
は、窒素吸脱着法により測定される。

【００２１】上記のような細孔構造を有するベーマイト
のインク受理層を製造するには、アルミニウムのアルコ
キシドを加水分解して得たベーマイトゾルを用いるのが
好ましい。ベーマイトのインク受理層を基材上に形成す
る手段としては、ベーマイトゾルに、好ましくはバイン
ダーを加えてスラリー状とし、ロールコーター、エアナ
イフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、バ
ーコーターなどを用いて基材上に塗布し、乾燥する方法
が採用できる。

【００２２】インク受理層に用いられるバインダーとし
ては、でんぷんやその変性物、ポリビニルアルコールお
よびその変性物、ＳＢＲ（ブタジエンスチレンゴム）ラ
テックス、ＮＢＲ（ブタジエンアクリロニトリルゴム）
ラテックス、ヒドロキシセルロース、ポリビニルピロリ
ドンなどの有機物を用いることができる。バインダーの
使用量が少ないとインク受理層の強度が不十分になるお
それがあり、逆に多すぎるとインクの吸収量や色素の担
持量が低くなるおそれがあるので、無機粒子の５〜５０
重量％程度が好ましい。

【００２３】本発明において、インク受理層が設けられ
る基材としては、その材質、形状について、種々のもの
を使用することができる。例えば、ポリエチレンテレフ
タレートなどのポリエステル、ポリカーボネート、エチ
レンとテトラフルオロエチレンとのコポリマー（ＥＴＦ
Ｅ）などのフッ素系樹脂などのプラスチック、あるいは
天然紙、合成紙などを好適に使用することができる。こ
れらの基材には、多孔質のインク受理層の接着強度を向
上させる目的で、コロナ放電処理やアンダーコートなど
を行うこともできる。

【００２４】以下に、本発明についての実施例をあげて
本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これら実施
例に限定して解釈されるべきでないことは、もちろんで
ある。

【００２５】

【実施例】実施例１容量２リットルのガラス製反応器に、水５４０ｇとイソ
プロピルアルコール６７６ｇを仕込み、マントルヒータ
ーにより液温を７５℃に加熱した。撹拌しながら、アル
ミニウムイソプロポキシド３０６ｇを添加し、液温を７
５〜７８℃に保持しながら５時間加水分解を行った。そ
の後９５℃に昇温し、酢酸９ｇを添加して４８時間、７
５〜７８℃に保持して解膠した。更にこの液を９００ｇ
になるまで濃縮して、白色のゾルを得た。このゾルの乾
燥物はベーマイトであった。

【００２６】このアルミナゾル５重量部に対し、ポリビ
ニールアルコール１重量部を加え、更に水を加えて、固
形分約１０％のスラリーを調製した。このスラリーを、
コロナ放電処理を施したポリエチレンテレフタレート
（厚さ１００μｍ）からなる基材の上に、バーコーター
を用いて乾燥時の層の厚さが３０μｍになるように塗
布、乾燥し、ベーマイト質の多孔質のインク受理層を形
成した。

【００２７】上記のようにして得られた記録用シートの
塗工面を、表１に示す退色防止剤の種々の濃度を有する
水溶液に浸漬し、均一に溶液を塗布した。これを垂直に
吊して風乾した後、ドラム乾燥器にて１４０℃、４分間
加熱焼成した。

【００２８】本実施例においては、退色防止剤は、それ
ぞれ該当するアルカリ金属、アルカリ土類金属又はラン
タノイド類の各元素の炭酸塩の１当量と、１．０５当量
の２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
又はアミド硫酸とを反応させて調製した。なお、２−ア
クリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の1重量
％水溶液のｐＨは、２であり、アミド硫酸の１重量％水
溶液のｐＨも、２である。

【００２９】このようにして得られた記録用シートの一
部を切り出し、塩酸水溶液中に１２時間浸漬した後の溶
液を、紫外・可視スペクトルによる吸光分析法、または
イオンクロマトグラフィーで定量して、記録用シートの
インク受理層中の退色防止剤の含有量（担持量）を求め
た。

【００３０】上記のようにして得られた本実施例の記録
用シートに、インクジェットプリンターを用いて記録を
行ったところ、インクの吸収性および色素の定着性が優
れているとともに、以下の表１に示すように、退色防止
効果が優れていた。

【００３１】表１の結果は、記録用シートに対して、フ
ードブラック２を含む黒色インクを塗布し、キセノンウ
ェザーメーター（機械名：スガ試験機社製のＦＡＬ−２
５ＡＸ）で３２０ｗ／ｍ²、２０時間の耐光性試験を行
い、黒色の退色の具合を調べたものである。表１におい
て「未処理」とは、比較のために、退色防止剤を使用し
ない記録用シートについて同じ方法で退色性を測定した
結果である。

【００３２】表１において、処理液である退色防止剤の
濃度の単位は重量百分率、記録用シート中の退色防止剤
の担持量の単位は、ベーマイト１００ｇ当たりのｇ数で
ある。ＡＳＡは、アミド硫酸を、ＡＭＰは、２−アクリ
ルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を示してい
る。例えば、Ｃａ／ＡＳＡは、炭酸カルシウムをＡＳＡ
と反応させて調製したことを示す。退色度は大（×）、
中（△）、小（○）の三段階で表した。なお未処理のシ
ートの退色度は大（×）である。

【００３３】

【表１】表１によれば、本発明の実施例の場合は、特に退色防止
性に優れ、シート着色も観測されなかった。

【００３４】

【発明の効果】本発明の記録用シートは、インクの吸収
性が良好で、かつ、色素の定着性が良好である。しか
も、長期の保存での耐退色性、特に、従来のチオシアン
酸塩の退色防止剤がオゾンに対する効果を有するのに対
し、一重項酸素や空気中の酸化性ガスによる酸化に対し
て優れた耐退色性を示す。

【００３５】また、退色防止剤は水溶性であり、その溶
解度も大きいので濃度の大きい水溶液として、インク受
理層に付与できるので製造も容易であり、インク受理層
中の退色防止剤の濃度も大きくできる。

【００３６】本発明の記録用シートは、種々の記録方式
に有効であるが、特にインクジェットプリンター用の記
録媒体に適する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク受理層を基材上に設けた記録シート
であって、上記インク受理層が、分子内にスルホン酸基
又はカルボン酸基を有し、その１重量％水溶液のｐＨが
４以下を示す酸の、アルカリ金属、アルカリ土類金属又
は周期表第３族元素の塩を含有することを特徴とする記
録用シート。
【請求項２】上記酸が、炭素数２〜４の脂肪酸、乳酸、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸又
はアミド硫酸である請求項１記載の記録用シート。
【請求項３】上記インク受理層がベーマイトを含む層か
らなる請求項１又は２記載の記録用シート。
【請求項４】記録用シートがインクジェットプリンター
用の記録媒体である請求項１、２又は３記載の記録用シ
ート。
【請求項５】分子内にスルホン酸又はカルボン酸基を有
し、その１重量％水溶液のｐＨが４以下を示す酸の、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属又は周期表第３族元素の
塩を含有するインク受理層に色素が担持されたことを特
徴とする記録物。
【請求項６】分子内にスルホン酸又はカルボン酸基を有
し、その１重量％水溶液のｐＨが４以下を示す酸の、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属又は周期表第３族元素の
塩の水溶液を、基材上に形成されたインク受理層に付与
せしめることを特徴とする記録用シートの製造方法。