JP2001513463A - 被覆された微孔性インクジェット受容媒体およびドット径制御方法 - Google Patents

被覆された微孔性インクジェット受容媒体およびドット径制御方法

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Abstract

(57)【要約】 微孔性であり、非晶質沈降シリカおよびヒュームドシリカおよび結合剤の混合物のコーティングを含む画像形成層を１主要面上に有する、インクジェット受容媒体が開示される。着色インクジェットインクのドット径は受容媒体を使用して調節され、小さなピコリットル体積でデリバリされるインクにとって有利である。媒体の製造および使用方法も開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、媒体に到達するインク小滴の広がりを制御して、優れた画像グラフ
ィックを提供できるように被覆されたインクジェット受容媒体に関する。
【０００２】 発明の背景 画像グラフィックは、現代生活に遍在する。警告、教育、娯楽、宣伝などのた
めの画像およびデータは、様々な内外の垂直および水平面に適用される。画像グ
ラフィックの制限を意図しない例には、壁の上またはトラック側面の広告、新作
映画の到来を告げるポスター、階段の端の警告表示などがある。
【０００３】 費用がかからず効率のよいインクジェットプリンター、インクデリバリーシス
テムなどの加速的開発により、サーマルおよびピエゾインクジェットインクの使
用が最近大幅に増大している。
【０００４】 サーマルインクジェットハードウェアは、米国カリフォルニア州パロアルトの
Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国カリフォルニ
ア州サンディエゴのＥｎｃａｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国ニューヨーク州
ロチェスターのＸｅｒｏｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国ミネソタ州イーデン
プレーリーのＬａｓｅｒＭａｓｔｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、および日本国
東京のＭｉｍａｋｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．をはじめとするが、これ
に限定されるものではない多くの多国籍企業から市販される。プリンターメーカ
ーが消費者のために絶えずその製品を改良するので、プリンターの数と品種は急
速に変化する。プリンターは、所望の完成画像グラフィック次第で、デスクトッ
プサイズおよびワイドフォーマットサイズの双方で製造される。普及している商
業スケールのサーマルインクジェットプリンターの制限を意図しない例としては
、ＥｎｃａｄのＮｏｖａＪｅｔ ＰｒｏプリンターおよびＨ−Ｐの６５０Ｃ、７
５０Ｃ、および２５００ＣＰプリンターが挙げられる。普及しているワイドフォ
ーマットサーマルインクジェットプリンターの制限を意図しない例としては、Ｈ
−ＰのＤｅｓｉｇｎＪｅｔプリンターが挙げられ、ドロップサイズが約４０ピコ
リットル前後で、６００Ｘ６００ドット／インチ（ｄｐｉ）の解像度を有する２
５００ＣＰが好ましい。
【０００５】 ３Ｍは、インターネット、クリップアート、またはデジタルカメラソースから
のデジタル画像をサーマルインクジェットプリンターへのシグナルに変換し、こ
のような画像グラフィックを印刷するのに有用なグラフィックメーカーインクジ
ェットソフトウェアを販売している。
【０００６】 インクジェットインクも多くの多国籍企業から市販され、特に３Ｍはシリーズ
８５５１、８５５２、８５５３、および８５５４着色インクジェットインクを販
売する。シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック（一般に「ＣＭＹＫ」と
略記される）の４つの主要な色を使用することで、デジタル画像中に２５６色以
上もの色を形成することができる。
【０００７】 インクジェットプリンターのための媒体も加速的に開発されている。インクジ
ェット画像技術は、商業的用途および消費者用途で広く普及してきているため、
パソコンを使用して紙または他の受容媒体にカラー画像を印刷する能力は、染料
ベースのインクから顔料ベースのインクへと広がってきた。そして媒体は、その
変化に適応しなくてはならない。顔料ベースのインクでは、サーマルインクジェ
ット印刷ヘッドを使用してディスペンスされる前に、顔料粒子が分散中に包含さ
れるので、より耐久性の画像が提供される。
【０００８】 インクジェットプリンターは、機械製図および建築製図などの用途のためのワ
イドフォーマットの電子印刷で、一般に使用されるようになった。インクジェッ
トプリンターの操作の容易さと経済性のために、この画像処理には、印刷業にと
ってワイドフォーマット、画像オン・デマンド、プレゼンテーション品質グラフ
ィックを製造する優れた成長性の見込みがある。
【０００９】 したがってグラフィック作成に使用されるインクジェットシステムの構成装置
は、３つの主要カテゴリーに分類できる。 １ コンピュータ、ソフトウェア、プリンター。 ２ インク。 ３ 受容媒体。
【００１０】 コンピュータ、ソフトウェア、およびプリンターは、インク滴のサイズ、数お
よび配置を制御し、プリンターを通して受容媒体を運ぶ。インクは画像を形成す
る着色剤と、着色剤のためのキャリアを含有する。受容媒体は、インクを受容し
て保持する貯蔵所を提供する。インクジェット画像の品質は、システム全体の関
数である。しかしインクジェットシステムでは、組成物およびインクと受容媒体
との相互作用が最も重要である。
【００１１】 画像品質は、見物人や支払いする顧客が見ることを望み、また要求するもので
ある。画像グラフィックの製造者からは、印刷所からのインクジェット媒体／イ
ンクシステムに対して、その他の多数のあまり知られていない要求が寄せられる
。また（グラフィックの用途次第では）環境への暴露によって、媒体およびイン
クに追加的要求が寄せられることもある。
【００１２】 現在のインクジェット受容媒体は、ＰＣＴ国際特許広報ＷＯ９７／１７２０７
（Ｗａｒｎｅｒら）に含まれる開示に従って、二層の受容体で直接被覆され、３
ＭＴＭＳｃｏｔｃｈｃａｌＴＭ不透明画像形成媒体３６５７−１０および３ＭＴ
ＭＳｃｏｔｃｈｃａｌＴＭ半透明画像形成媒体３６３７−２０の商標の元に、３
Ｍによって販売される。
【００１３】 インクジェットインクは、米国特許番号第５，２７１，７６５号で開示される
ように、典型的に、完全にまたは部分的に水性である。これらのインクに対する
典型的な受容体は、普通紙または好ましくは専用インクジェット受容紙であり、
それらは米国特許番号第５，２１３，８７３号で開示されるように処理され、あ
るいは被覆されて、受容体特性またはそれから得られる画像品質が改善される。
【００１４】 プラスチック上にコーティングして、それらをインクジェット受容性にするの
に適した多くのインクジェット受容体組成物が開示されている。頭上投映透過原
稿のための応用は、技術分野で既知である。これらは、それ自体は水性インクを
受容しないため受容体層で被覆される、ポリエステルなどの透明なプラスチック
材料から構成される。典型的にこれらの受容体層は、それからインクジェットイ
ンクが成る水性混合物を吸収できる水溶性ポリマー混合物から構成される。非常
に一般的なのは、米国特許番号第４，３７９，８０４号、第４，９０３，０４１
号、および第４，９０４，５１９号が例証するような、ポリ（ビニルピロリドン
）またはポリ（ビニルアルコール）から成る水性層である。米国特許番号第４，
６４９，０６４号、第５，１４１，７９７号、第５，０２３，１２９号、第５，
２０８，０９２号、および第５，２１２，００８号で開示されるように、受容体
層中で親水性ポリマーを架橋する方法についても既知である。その他のコーティ
ング組成物は、米国特許番号第５，０８４，３３８号、第５，０２３，１２９号
、および第５，００２，８２５号で開示されているように、無機酸化物などの吸
水性粒子を含有する。同様の特性は、米国特許番号第４，９３５，３０７号およ
び第５，３０２，４３７号で開示されるような、コーンスターチなどの粒子も含
有するインクジェット紙受容体コーティングについても見いだされる。
【００１５】 これらのタイプの多くのインクジェット受容媒体が画像グラフィックにおいて
被る不都合は、それらが感水ポリマー層を含むことである。たとえ続けてオーバ
ーラミネートされても、水溶性または水膨潤性層は含まれたままである。この感
水層は、時間が経てば水による抽出を受けてグラフィックの破損につながったり
、オーバーラミネートが剥がれたりすることもある。さらにこれらの親水性コー
ティングの共通成分によっては水溶性ポリマーを含有し、外部環境で経験される
熱およびＵＶ暴露に対して理想的ではないため、外部耐久性が限定される。最後
にコーティングが乾燥するまでは、インク溶剤（主に水）によって可塑化され、
あるいは部分的に溶解されることすらあるため、これらの材料の印刷後の乾燥速
度は緩慢なようであり、乾燥するまでは画像は容易に破損してべとつくこともあ
る。
【００１６】 最近、上の不都合のいくつかまたは全てに対応するために、インクジェット受
容体としての微孔性フィルムに対する関心が高まっている。印刷後、フィルムが
インクに対して吸収性であれば、毛管現象によってインクがフィルムそれ自体の
細孔中に吸収されて、インクが印刷されたグラフィック表面から遠ざかるため、
非常に急速に乾いた感触を与える。フィルムは水溶性または水膨潤性ポリマーを
必ずしも含有しなくて良いので、熱およびＵＶ抵抗性になって水害を被らなくな
る可能性がある。
【００１７】 材料が本質的に疎水性の場合、多孔性フィルムは水性のインクジェットに対し
必ずしも受容性でなく、それらを親水性にする方法は、例えばＰＣＴ公開ＷＯ
９２／０７８９９によって例証されている。
【００１８】 その他のフィルムは、例えばＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手でき、米国
特許番号第４，８６１，６４４号で例証されるタイプであるＴｅｓｌｉｎＴＭ（
シリカ充填ポリオレフィン微孔性フィルム）のようなフィルム材料のお陰で、本
質的に水性インク吸収性である。このタイプの材料について可能な問題点は、染
料ベースのインクと共に使用する場合、乾燥後、細孔内に残る着色剤の量次第で
は、画像密度が低くなるかもしれないことである。これを避けるための一方法は
、ＰＣＴ公開ＷＯ ９２／０７８９９で例証されるように、印刷に続いてフィル
ムを融合させることである。
【００１９】 他の方法は、米国特許番号第５，６０５，７５０号が開示するように、微孔性
フィルムを受容体層で被覆することである。
【００２０】 上述のようにインクと媒体との関係は、画像グラフィックの品質にとって重要
である。プリンターは今や６００Ｘ６００ｄｐｉの精度に近づき、インクジェッ
トドロップサイズは以前よりも小さくなった。前述のように、このｄｐｉ精度に
対する典型的なドロップサイズは約４０ピコリットルであり、これはワイドフォ
ーマットインクジェットプリンターで使用された以前のドロップサイズ、１４０
ピコリットルの３分の１のサイズである。プリンターメーカーは、例えば１０〜
２０ピコリットルのさらに小さなドロップサイズを得ようと努力している。着色
インクジェットインクでは、各ドロップ中に存在して媒体の所定領域に導かれる
顔料粒子の量が、ドロップサイズによって定まる。
【００２１】 インクジェットインク滴が受容媒体に接触すると、２つのことの組み合わせが
起きる。インクジェットドロップは、媒体中に垂直に拡散し、受容体表面に沿っ
て水平に拡散し、その結果ドットが広がる。
【００２２】 しかし適切な粒子サイズの顔料ベースのインクジェットインクが、適切な孔径
のフィルムと共に使用されるならば、フィルム表面においてある程度の着色剤の
濾過作用が可能であり、結果的に良好な密度と色の飽和度が得られる。しかし適
切なハーフトーン画像を生じるのに十分なインクが残らない「バンディング現象
」のためドットゲインが低ければ、画像の質は悪いままである。ドット径が小さ
すぎると、媒体前進に起因するエラー、または不発印刷ヘッドノズルがバンディ
ングを起こすこともある。より大きなドットは、事前の印刷エラーを覆い隠すこ
とができるので、より大きなドロップサイズのプリンターではこの問題は見られ
ない。しかしドットが大きすぎると、縁の明瞭度が失われる。縁の明瞭度は、ｄ
ｐｉ画像精度が増大する理由である。したがってドット径を制御する能力は、イ
ンクジェット受容媒体において重要な特性である。
【００２３】 米国特許番号第５，６０５，７５０号では、ＴｅｓｌｉｎＴＭなどのシリカ充
填微孔性フィルムに適用された偽ベーマイトコーティングを例証する。コーティ
ングは孔半径が１０〜８０Åである偽ベーマイトのアルミナ粒子を含有する。ヒ
ドロキシプロピルメチルセルロースの追加的保護層も開示されている。
【００２４】 発明の要約 この発明は、ワイドフォーマットインクジェットプリンターおよび顔料ベース
のインクを使用したグラフィック製造に対する有用性がある。この発明はインク
ジェット受容媒体上で、小さなインクジェットドロップのドット径を制御するこ
とで、高精度インクジェット印刷システムにおけるバンディングの問題を解決す
る。
【００２５】 発明の１つの側面は、非晶質沈降シリカおよび結合剤のコーティングを含む画
像形成層を１主要面上に有する微孔性媒体を含む、インクジェット受容媒体であ
る。結合剤は好ましくは、水をベースとするエチレン−アクリル酸分散液および
その他の有機液体である。コーティングは好ましくは、非晶質沈降シリカおよび
ヒュームドシリカの混合物も含む。
【００２６】 画像形成層は、一連の重量比のシリカを結合剤に適用し、乾燥した層が着色イ
ンクジェットインクのドット径を制御できるような一連の塗布量で適用して構築
される。具体的には、単独インクジェットドロップ中の顔料粒子のドット径を制
御して、インクジェット受容媒体上の望まれないインクのバンディングを最小化
できる。
【００２７】 本発明を使用し、シリカ／結合剤重量比を制御することで、画像形成層のない
基材に比べて、異なるカラーインクに対してドット径を増大できる。
【００２８】 発明の別の側面は、インクジェット受容媒体を形成するために、非晶質沈降シ
リカおよびヒュームドシリカおよび結合剤の混合物のコーティングを含む画像形
成層を微孔性媒体上へコーティングする方法、および顔料粒子を含有し媒体上に
形成するドットが画像形成層上でサイズが大きくなる、インクジェットインク滴
をインクジェット受容媒体上に印刷する方法である。
【００２９】 発明の特徴は、微孔性媒体を通過するインクのキャリア液の輸送を許しながら
、受容媒体の画像形成表面またはその近くで顔料粒子を保持することである。
【００３０】 発明の別の特徴は、今日到達している最小のドロップサイズでドット径の外観
を向上させる、画像形成層とインク中の顔料粒子との相互作用である。
【００３１】 発明の利点は、キャリア液が媒体を通過して垂直にドレーンするように促しな
がら、受容媒体上でドットが媒体に沿って水平に広がるように促して、最小のド
ロップサイズの外観を最大化する能力である。本発明の媒体を使用して最小の体
積のドロップを用いて、視覚的な明瞭度に悪影響を与えることなく、画像中で見
られる顔料粒子の効用を最大化できる。ドット径の制御なしでは、顔料粒子は媒
体上で付着した所に「堆積」する。本発明のドット径制御があれば、視覚的明瞭
度を失うことなく、媒体の画像形成表面の大きな領域に及ぶ顔料粒子の広がりが
制御できる。
【００３２】 発明の別の利点は、プリンターおよびインクが今日到達している最大のｄｐｉ
を用いる場合、画像グラフィックの外観におけるエラーを最小化する能力である
。
【００３３】 以下の発明実施態様に関連して、別の特徴および利点を説明する。
【００３４】 発明の実施態様 微孔性材料 インクジェット受容性媒体は、画像形成主要面および対向主要面を有する微孔
性フィルムまたはメンブランから開始する。材料は好ましくは親水性であり、イ
ンク中のキャリア液を画像形成主要面から遠ざけるように輸送できる。
【００３５】 微孔性メンブランは様々な孔径、組成物、厚さ、および空隙容量で入手できる
。この発明に適した微孔性メンブランは、好ましくは適切な空隙容量を有し、イ
ンクジェット記録媒体の親水性層上に放出されたインクジェットインクを完全に
吸収する。この空隙容量は、インクジェットインクがアクセスできなくてはなら
ないことに留意すべきである。換言すれば、空隙領域を画像形成表面コーティン
グに、そして相互に結合するチャンネルのない微孔性メンブラン（すなわち独立
気泡フィルム）は、この発明の利点を提供せず、空隙が全くないフィルムと同様
に機能する。
【００３６】 空隙容量は、ＡＴＳＭ Ｄ７９２中で（１−バルク密度／ポリマー密度）＊１
００と定義される。ポリマー密度が未知の場合、メンブランを既知密度の液体で
飽和させ、飽和したメンブランの重量を飽和前のメンブラン重量と比較すること
で空隙容量が測定できる。親水性で微孔性のポリマーメンブランに対する典型的
な空隙容量は、１０〜９９％の範囲であり、一般的な範囲は２０〜９０％である
。
【００３７】 メンブラン厚さと組合わさった空隙容量によって、メンブランのインク体積容
量が定まる。メンブランの厚さは、メンブランの柔軟性、耐久性、および寸法安
定性にも影響する。メンブラン１２は、典型的な用途のためには、約０．０１ｍ
ｍ〜約０．６ｍｍ（０．５ミル〜約３０ミル）以上範囲の厚さを有することがで
きる。好ましくは厚さは、約．０４ｍｍ〜約．２５ｍｍ（約２ミル〜約１０ミル
）である。
【００３８】 典型的なインクジェットプリンターの液体体積は、ドロップあたりおよそ４０
〜１５０ピコリットルであるが、プリンターはやがては１０〜２０ピコリットル
のドロップサイズを有するようになると考えられ、その場合もこの発明による恩
恵を被るはずである。したがってこの発明は、１５０ピコリットル未満のドロッ
プサイズに対して有用である。典型的な解像度は、センチメートルあたり１１８
〜２８３滴である。高解像度プリンターは、より小さいドット体積を供給する。
実際の結果からは、平方センチメートルあたり色毎に１．９５〜２．２３μＬの
付着体積が示唆される。多色システムにおけるベタ被覆面積は、（下色除去を使
用して）３００％程度に高い被覆面積となるので、平方センチメートルあたり５
．８５〜６．６９μＬの体積の付着が生じる。
【００３９】 親水性で微孔性のポリマーメンブランは、その中でインクジェット記録媒体が
使用されるインクジェットプリンターの公称ドロップサイズよりも小さい孔径を
有する。孔径は０．０１〜１０μｍでも良く、好ましい範囲は０．５〜５μｍで
あり、少なくともシートの一面に細孔がある。
【００４０】 穿孔またはメンブランの空隙のある側面は、メンブランの厚さ全体を貫かなく
ても良いが、必要な空隙容量を作るために十分な深さであればよい。したがって
メンブランは性質が非対称的でも良く、一面が前述の特性を有し、他の面は多孔
性がより大きくても小さくてもあるいは非多孔性でも良い。このような場合、多
孔性の面は適切な空隙体積を有して、画像形成層を通過するインク中の液体を吸
収しなくてはならない。
【００４１】 親水性で微孔性のポリマーメンブランの制限を意図しない例としては、微小空
隙構造を有するポリオレフィン、ポリエステル、ポリハロゲン化ビニル、および
アクリルが挙げられる。これらの候補の中で好ましいのは、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｉｅｓから「Ｔｅｓｌｉｎ」として市販される微孔性メンブランであり、こ
れは米国特許番号第４，８３３，１７２号で定義され、米国特許番号第４，８６
７，８８１号、第４，６１３，４４１号、第５，２３８，６１８号、および第５
，４４３，７２７号が述べるように、微小濾過、印刷または液体バリヤフィルム
のために典型的に使用される親水性微孔性メンブランである。Ｔｅｓｌｉｎ微孔
性メンブランは、およそ０．１８ｍｍの全体的厚さを有し、空隙容量は実験的に
６５．９％と測定されている。ゆえにメンブランのインク体積容量は、平方セン
チメートルあたり１１．７μＬである。したがってこのメンブランは、吸湿層に
保持される量を考慮しなくても厚さと組合わさって十分な空隙容量を有し、ほと
んどのインクジェットプリンターによるインクの付着を被覆面積３００％の場合
でも完全に吸収する。
【００４２】 メンブランにはまた、要すれば当業者にとって既知の様々な添加剤を含めるこ
ともできる。制限を意図しない例としては、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、
二酸化チタン、またはその他のポリマー包有物などの充填剤が挙げられる。これ
には改質剤をさらに含めて、コーティング特性、表面張力、表面仕上げ、および
硬度を改善することもできる。
【００４３】 メンブランは商業的に提供される形態で、あるいはカレンダー掛けして使用で
きる。メンブランのカレンダー掛けは、カレンダー掛けの結果、カレンダー掛け
した媒体が、カレンダー掛け前に対しカレンダー掛け後により高い光沢を有する
ように、従来の材料取り扱い装置および圧力を使用して実施できる。Ｂｙｋ−Ｇ
ａｒｄｎｅｒ光沢計で測定した８５°光沢測定が、約１５単位および３５単位の
間、そして好ましくは約２０単位および約３５単位の間になるように媒体をカレ
ンダー掛けすることは許容できる。メンブランを被覆する前にカレンダー掛けす
ることも可能であるが、メンブランを画像形成層でコーティングした後にカレン
ダー掛けすることが好ましい。
【００４４】 画像形成層 画像形成層は、結合剤および非晶質沈降シリカ、および好ましくは少なくとも
結合剤および非晶質沈降シリカおよびヒュームドシリカの混合物を含む。
【００４５】 結合剤に対するシリカの重量百分率比は、約３．５：１〜約２：１、好ましく
は約３．０：１〜約２．２５：１の範囲でも良い。好ましい範囲は、受容媒体上
に印刷された画像グラフィックの視覚的明瞭度を損なうことなく、ドット径を最
大化することが分かった。
【００４６】 （微孔性媒体上で乾燥した）コーティング重量は、約１０〜約３００ｍｇ／ｆ
ｔ２（１０８〜３３００ｍｇ／ｍ２）、そして好ましくは約３０〜約２００ｍｇ
／ｆｔ２（３３０〜２２００ｍｇ／ｍ２）の範囲でも良い。好ましい範囲は、視
覚的明瞭度を損なわずにドット径を最大化することが分かった。
【００４７】 結合剤は、微孔性材料上に被覆でき、シリカ粒子がその中に包含される材料に
接着できる水性、または有機溶剤ベースのシステムからのいかなるポリマーでも
良い。好ましくは結合剤は、耐水性でありながら水性分散液から被覆できる。こ
のような結合剤の制限を意図しない例としては、エチレン−アクリル酸コポリマ
ーおよびそれらの塩、スチレン−アクリル酸コポリマーおよびそれらの塩、およ
び（メタ）アクリル部分を含有するその他のポリマーが挙げられる。好ましくは
結合剤は、オハイオ州４５２３６−１２９９シンシナチ、９０８０ Ｓｈｅｌｌ
ＲｏａｄＭｉｃｈｅｌｍａｎ Ｉｎｃ．からＭｉｃｈｅｍ Ｐｒｉｍｅ ４９
８３Ｒ樹脂として市販される水性エチレン−アクリル酸分散液である。
【００４８】 結合剤は、画像形成層中にシリカを保持する。シリカはインク中の顔料粒子、
および顔料粒子に結合するあらゆる分散剤と反応することが分かっている。発明
で有用なシリカとしては、単独での、あるいはヒュームドシリカとの混合物中で
の非晶質沈降シリカが挙げられる。
【００４９】 このようなシリカは、約１５ｎｍ〜約６μｍの範囲の典型的な主要粒子サイズ
を有する。２つの異なるタイプのシリカが本発明で有用なので、これらの粒子サ
イズは広い範囲を有する。任意のヒュームドシリカは、非晶質沈降シリカよりも
はるかに小さい粒子サイズを有し、両者が存在する場合、典型的にシリカ混合物
のより少ない割合を構成する。一般に両者が混合物中に存在する場合、シリカの
重量比（非晶質：ヒュームド）は約１：１を超え、好ましくは約３：１を超える
範囲である。
【００５０】 非晶質沈降シリカは、ＦＫ−３１０シリカとして米国ニュジャージー州リッジ
フィールドパークのＤｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎなどの供給元より
市販される。
【００５１】 ヒュームドシリカは、米国イリノイ州タスコラのＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．より
Ｃａｂ−ｏ−ｓｉｌシリカとして、米国ニュジャージー州リッジフィールドパー
クのＤｅｇｕｓｓａ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎよりＡｅｒｏｓｉｌ ＭＯＸ １
７０シリカとして市販される。
【００５２】 ドット径の制御は、シリカ／結合剤重量比を変化させることで得られる。結合
剤に対するシリカの重量百分率比を約２．０：１から約３．５：１に変化させる
ことで、その上に画像形成層がない基材の制御に比べて、ドット径をシアンイン
クに対し約３２％〜約８３％、マゼンタインクに対し約５５％〜約１０４％、イ
エローインクに対し約２９％〜約４８％、そしてブラックインクに対し約３５％
〜約９０％の範囲で増大できる。増大の変動は、インク調合物、並びに結合剤に
対するシリカの重量比に左右される。しかし当業者は、シリカ／結合剤の重量比
における調節の融通性および有用性を理解して、本発明の利点を達成するであろ
う。
【００５３】 任意の接着剤層および任意の剥離ライナー 受容媒体は、要すればしかし好ましくは、剥離ライナーで保護される微孔性材
料の対抗する主要面上に、要すればしかし好ましくは、接着剤層を有する。画像
形成後、受容媒体は警告、教育、娯楽、宣伝などのために水平または垂直、内部
または外部表面に接着できる。
【００５４】 接着剤および剥離ライナーの選択は、画像グラフィックの所望の用途に左右さ
れる。
【００５５】 感圧性接着剤は、メンブラン、およびその上に恒久的で正確な画像を有するイ
ンクジェット受容媒体が配置されるアイテムの表面の双方に接着する、従来の感
圧性接着剤のいずれでも良い。感圧性接着剤については、一般にＳａｔａｓ編Ｈ
ａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｙｅ Ａｄｈｅｓｉｖ
ｅ第二版（Ｖｏｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ １９８９）で述べら
れている。感圧性接着剤は、多くの供給元より市販される。特に好ましいのは、
ミネソタ州セントポールのＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎ
ｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙより市販されるアクリレート感圧性接着
剤であり、一般に米国特許番号第５，１４１，７９０号、第４，６０５，５９２
号、第５，０４５，３８６号、および第５，２２９，２０７号およびＥＰＯ特許
公開ＥＰ ０ ５７０ ５１５ Ｂ１（Ｓｔｅｅｌｍａｎら）で述べられている
。
【００５６】 剥離ライナーについても周知であり、多くの供給元より市販される。剥離ライ
ナーの制限を意図しない例としては、シリコーン被覆されたクラフト紙、シリコ
ーン被覆されポリエチレン被覆された紙、シリコーン被覆されたまたは被覆され
ないポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリマー材料、並びにシリコーン
尿素、ウレタンなどのポリマー剥離剤で被覆された前述の母材、および米国特許
番号第３，９５７，７２４号、第４，５６７，０７３号、第４，３１３，９８８
号、第３，９９７，７０２号、第４，６１４，６６７号、第５，２０２，１９０
号、および第５，２９０，６１５号で定義されるものなどの長鎖アルキルアクリ
レートが挙げられ、これらのライナーは米国イリノイ州オークブルックのＲｅｘ
ａｍ ＲｅｌｅａｓｅからＰｏｌｙｓｌｉｋ商標ライナーとして、米国ペンシル
ベニア州スプリンググローブのＰ．Ｈ．Ｇｌａｔｆｅｌｔｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ
からＥＸＨＥＲＥ商標ライナーとして市販される。
【００５７】 画像形成層の作成方法 コーティングは、ナイフ（ノッチバー）コーター上で、０．００２インチ（０
．０５１ｍｍ）のウェットギャップでおよそ０．５％〜６％固形分の分散液、ま
たは同等物（例えば０．３％〜４％で３ミル（０．７６ｍｍ）など）を使用して
、またはグラビアコーティングを使用して、ＴｅｓｌｉｎＴＭフィルム上に、ま
たは技術分野で既知である接着剤およびラミネーション、またはコーティング手
順を使用して組み立てられるＴｅｓｌｉｎ／接着剤／剥離ライナーラミネートな
どのＴｅｓｌｉｎＴＭを含有する構造物上のどちらかに実施できる。好ましくは
コーティング中の泡立ちを避けるために、１２．５％までのエチルメチルケトン
などの溶剤が１．０〜１．４％固形分の溶液に添加できる。
【００５８】 方法の一実施様態では、接着剤を剥離ライナー上にコーティングして、微孔性
材料をラミネートし、画像形成層をコーティングしカレンダー掛けして受容媒体
が構築できる。
【００５９】 方法の別の実施様態では、転移ライナー上の接着剤上に微孔性材料をラミネー
トし、次にカレンダー掛けの前または後に、そして画像形成層のコーティング前
または後に、最終剥離ライナーに転移できる。
【００６０】 好ましくは組み立ての順は、最初の実施様態である。
【００６１】 発明の有用性 本発明のインクジェット受容媒体は、インクジェット画像が正確で安定し、速
乾性であることが所望されるあらゆる環境で用いることができる。商業グラフィ
ック用途としては、不透明標識および横断幕が挙げられる。
【００６２】 本発明のインクジェット記録媒体は、カレンダー掛け後に寸法安定性を有し、
相対湿度１０％から相対湿度９０％への相対湿度変化に伴う吸湿性膨張で測定し
た寸法変化が、あらゆる方向に対し１．５％未満である。紙は処理中または使用
中に形状または寸法が変わりやすいので、本発明の媒体は被覆された紙よりも好
ましい。
【００６３】 本発明のインクジェット受容媒体は、様々なインクジェットインク調合物を受
容して、速乾性で正確なインクジェット画像を製造できる。インクジェット記録
媒体の個々の層の厚さおよび組成物は、インク小滴の体積、インク液体キャリア
組成物、インクタイプ（顔料、または顔料および染料の配合物）、および製造技
術（機械の速度、解像度、ローラーの構成）などのいくつかの要素次第で、結果
を最適化するために変えることができる。
【００６４】 一般的にはインクジェットインク調合物は、他の溶剤と混合された水中に顔料
を有する。水および他の溶剤の双方が顔料を画像形成層内に運搬し、続けてメン
ブラン内に入り、画像形成層内の画像を急速に乾燥させて正確な画像を形成する
。
【００６５】 本発明の画像形成層は、上で開示されたシリカ／結合剤重量比の範囲および乾
燥コーティング重量の範囲にわたり、ドット径を調節することが分かった。シリ
カ／結合剤の重量百分率比が約２．７５：１であり、乾燥コーティング重量が約
１３０ｍｇ／ｆｔ２（１４３０ｍｇ／ｍ２）である場合、驚くべきことにドット
径は、６００ｄｐｉで約４０ピコリットルのドロップ体積をデリバリするプリン
ターにおいて、最大約１５０μｍのピークに達することが分かった。どちらのパ
ラメータをどちらの方向に変化させても実質的には、ドット径が減少する。当業
者は、許容可能な比率および乾燥塗布量のあらゆる可能な組み合わせを用いてド
ット径を調節し、バンディングまたは望ましくない画像形成不良を最小化するこ
とができる。
【００６６】 例えばシリカ／結合剤比を約３：１に増加させ、乾燥コーティング重量を約３
２ｍｇ／ｆｔ２（３５２ｍｇ／ｍ２）に減少させて、ピークドット径よりも約７
５〜９２％小さいドット径を達成できる。この範囲は用いるインクの色に左右さ
れる。
【００６７】 例えばシリカ／結合剤比を約２：１に減少させて、乾燥コーティング重量を同
一に保ち、ピークドット径とほぼ同じであるが、より低い視覚的明瞭度を有する
ドット径を達成できる。
【００６８】 乾燥は、画像が不粘着性になる、または軽く擦ったときにスミアを生じなくな
るまでの所用時間として測定できる。典型的に画像は、画像形成後約２分以内、
そして好ましくは約３０秒以内に乾いた感じがする。ドット径を提供するための
画像形成層の使用、および速乾性画像を提供するための微孔性媒体の使用は、技
術分野で以前は見られなかった発明の受容媒体中で組合わされた利点である。
【００６９】 ドットサイズ、したがって被覆されない微孔性材料に対するドット径は、目盛
り付き接眼レンズの付いたＪｅｎａｖｅｒｔ光学顕微鏡を６２５倍の拡大率で使
用して測定できる。接眼レンズは、接眼レンズの目盛り付き分割あたりのミクロ
ン画像サイズについて、あらかじめ較正される。可能な限り丸いドットを選んで
、１色あたり３個のドットをドット径の直交軸に沿って測定する。ドット色あた
り全部で６個の直径を平均して、その色のドットの最終的な直径を見いだす。
【００７０】 ドット直径は、バンディングを最小化するために各印刷色について約７０〜約
１５０μｍ、そして好ましくは約８０〜約１２０μｍの範囲でも良い。本発明に
従って画像形成層を使用することで、印刷ドロップの体積が４０ピコリットル程
度に小さくてもこのゴールは達成できる。
【００７１】 正確なインクジェット画像の形成は、市販される様々な印刷技術によって提供
される。制限を意図しない例としては、カリフォルニア州パロアルトのＨｅｗｌ
ｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されるＤｅｓｋＪｅ
ｔ商標、ＰａｉｎｔＪｅｔ商標、Ｄｅｓｋｗｒｉｔｅｒ商標、ＤｅｓｉｇｎＪｅ
ｔ商標、その他のプリンターなどのサーマルインクジェットプリンターが挙げら
れる。Ｓｅｉｋｏ−Ｅｐｓｏｎからのものなどのピエゾタイプのインクジェット
プリンター、スプレージェットプリンター、および連続インクジェットプリンタ
ーも含まれる。これらの市販されるいずれの印刷技術でも、特定画像のジェット
スプレー中のインクを本発明の媒体中に導入する。本発明の下では、画像形成層
を同様の非多孔性媒体に適用する場合よりも、乾燥ははるかにより迅速である。
【００７２】 本発明の媒体は、様々な市販の供給元から入手できる様々なインクジェットイ
ンクと共に使用できる。これらのインクは同一インク系統内でも、異なる色につ
いてそれぞれ異なる調合物を有することを理解すべきである。本発明に従ってド
ット径を調節する効果は、様々なインク調合物に対して異なる色内で異なる結果
を与える。したがっていくつかのインクは、他以上に本発明のこの方法を必要と
するかもしれない。制限を意図しない供給元の例としては、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ
Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅｎ
ｃａｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎなどが挙げられる。これらのインクは、好ましくはすぐ上と、上
の背景の項で述べたインクジェットプリンターと共に機能するようにデザインさ
れるが、本発明の有用性をさらに洗練するためには、プリンターおよびインクの
仕様を適切なドロップ体積およびｄｐｉについて再検討しなくてはならない。例
えばバンディングの問題は、「４０ピコリットル」プリンターにおいて本発明を
使用して良好に対処できる。しかし「より大きなドロップ体積」のプリンターに
おいて、本発明を使用して対処されるその他の問題があるかもしれない。本発明
の特徴はドロップ径を調節する能力であるので、特定のインクおよび特定のプリ
ンターに対して、特定の媒体を調整する能力が達成できる。
【００７３】 以下の実施例により、発明の実施様態をさらに詳しく開示する。 実施例 Ｒは、乾燥コーティング中の樹脂に対するシリカ総重量の比率と定義される。
【００７４】 実施例１−画像形成層の調製 ２２％固形分プレミックスペーストの原液 ビーカーにオハイオ州４５２３６−１２９９シンシナチ９０８０ Ｓｈｅｌｌ
ＲｏａｄのＭｉｃｈｅｌｍａｎ Ｉｎｃ．から入手できるＭｉｃｈｅｍ Ｐｒｉ
ｍｅ ４９８３Ｒ（５８．９０ｇ）を入れた。脱イオン水（１４．９９ｇ）を加
えて分散液を撹拌した。撹拌した水性分散液に、エタノール（４６．６１ｇ）を
加えた。短時間混合した後、分散液を勢い良くかき混ぜて、ヒュームドシリカＡ
ｅｒｏｓｉｌ ＭＯＸ １７０（９．５３ｇ）および非晶質沈降シリカＦＫ−３
１０（３０．９７ｇ）をこの順に加えた（双方のシリカともニュージャージー州
リッジフィールドパーク６５ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｒ ＲｏａｄのＤｅｇｕｓｓ
ａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる）。
【００７５】 粉砕ヘッドを装着したＳｉｌｖｅｒｓｏｎ高速多目的実験室ミキサーを使用し
て、混合物を５分間均質化した。
【００７６】 等しい重量のエタノール−水混合物（１２ｇのエタノールに対し３８ｇの脱イ
オン水）で連続希釈して２２％プレミックスペーストを希釈し、以下の百分率固
形分の溶液を得た。５．５％、２．７５％、１．３７５％および０．６８７５％
。（シリカに対する結合剤の比率を変化させて）結果を変化させるシリカの沈降
を避けるために、溶液は即座に被覆しなくてはならない。
【００７７】 実施例２−様々なシリカ／結合剤調合物の調製 以下の表中の１１％固形分調合物を実施例１に述べたようにして製造した。こ
れらを１重量部の溶液に対して１重量部の溶剤混合物（３８ｇの脱イオン水、１
２ｇのエタノール）で希釈し、即座に被覆した。
【００７８】
【表１】 このようにして異なるＲ比を有する５．５％固形分の一連のコーティング溶液が
製造された。これをＴｅｓｌｉｎＴＭＳＰ ７００、および接着剤およびライナ
ーを含む印刷用粘着シートである、７２９３印刷用粘着シート（ミネソタ州５５
１４４−１０００メープルウッド３Ｍ Ｃｅｎｔｅｒの３Ｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｉ
ａｌ ａｎｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入
手できる）の上に被覆した。しかし接着剤またはライナーのないＴｅｓｌｉｎＴ
ＭＳＰ上に被覆しても、同一の結果が得られると思われる。サンプルは異なるＲ
比を有したが、コーティング重量はほぼ同じであった。
【００７９】 発明は上の実施様態によって制限されない。請求の範囲が以下に続く。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非晶質沈降シリカおよび結合剤のコーティングを含む画像形成
    層を１主要面上に有する微孔性媒体を含む、インクジェット受容媒体。
  2. 【請求項２】 結合剤が水をベースとするエチレン−アクリル酸分散液を含み
    、画像形成層がヒュームドシリカをさらに含む請求項１に記載の媒体。
  3. 【請求項３】 シリカおよび結合剤が約３．５：１〜約２：１の範囲の重量百
    分率比で存在し、画像形成層が約１００〜約３３００ｍｇ／ｍ２の範囲の乾燥コ
    ーティング重量を有することができる、請求項１または２に記載の媒体。
  4. 【請求項４】 約４０ピコリットルの体積を有するインクジェットインク滴を
    印刷した際に、画像形成層が約２９％〜約１０４％の範囲のドット径の増大を有
    することができる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の媒体。
  5. 【請求項５】 画像形成層に対向する主要面上に感圧性接着剤層をさらに含む
    、請求項１〜４のいずれか１項に記載の媒体。
  6. 【請求項６】 媒体がカレンダー掛けされ、１５単位を超える８５°光沢測定
    値を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の媒体。
  7. 【請求項７】 画像形成層が耐水性である請求項１〜６のいずれか１項に記載
    の媒体。
  8. 【請求項８】 （ａ） インクジェット受容媒体を形成するために、非晶質沈
    降シリカおよび結合剤を含む画像形成層を微孔性媒体上にコーティングするステ
    ップ、および （ｂ） 顔料粒子を含有し媒体上に形成するドットが、画像形
    成層上でサイズが大きくなる、インクジェットインク滴をインクジェット受容媒
    体上に印刷するステップ を含むインクジェット受容媒体上でドット径を調節する方法。
  9. 【請求項９】 結合剤が水をベースとするエチレン−アクリル酸分散液を含み
    、層がヒュームドシリカをさらに含み、シリカおよび結合剤が約３．５：１〜約
    ２：１の範囲の重量百分率比で存在する請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 約４０ピコリットルの体積を有するインクジェットインク滴
    を印刷した際に、画像形成層が約１００〜約３３００ｍｇ／ｍ２範囲の乾燥コー
    ティング重量を有することができ、画像形成層が約２９％〜約１０４％の範囲の
    ドット径を有することができる請求項８または９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 印刷ステップ（ｂ）の前に、インクジェット受容媒体をカレ
    ンダー掛けするステップをさらに含む、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の
    方法。
  12. 【請求項１２】 インクが顔料粒子を含み、体積１５０ピコリットル未満のド
    ロップ中に分散され、顔料粒子が媒体に沿って調節された量で広がり、媒体中の
    制御がシリカ／結合剤の重量百分率比および媒体上の画像形成層の乾燥コーティ
    ング重量によって決まる、インクジェットインクを請求項１〜７のいずれか１項
    に記載の媒体上に印刷するステップを含むインクジェット画像。
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