JP2001520949A - 多孔性媒体からなる印刷媒体 - Google Patents

多孔性媒体からなる印刷媒体

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Abstract

(57)【要約】 印刷媒体、特にインクジェット印刷が提供される。この印刷媒体は、基体とコーティング層とからなる。このコーティング層は、多孔性粒子（１）、樹脂結合剤及びコロイド粒子（３）からなり、コロイド粒子（３）は、多孔性粒子（１）の孔径（２）よりも大きいが、多孔性粒子（１）により作り出された間隙細孔（４）よりも小さい大きさである。この印刷媒体は、高い光学濃度及び高い画像解像度を許容するとともに、良好な機械特性、速乾、良好な耐水性、及び異なった環境において安定した性能をも提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、カラー印刷、特にインクジェット印刷に有用な記録媒体に関する。
より具体的には、本発明は基体上の多孔性コーティングからなるインクジェット
印刷用記録媒体に関する。本発明は、また本発明の媒体を使用した印刷方法に関
する。
【０００２】 インクジェット印刷は、色彩斑点（カラードット）がプリンタヘッドにあるノ
ズルから噴出されたインク小滴により基体上に形成される印刷技術である。イン
クは一般的には、水、水溶性染料又は顔料染料、一以上の水混和性共溶剤、及び
一以上の界面活性剤からなる。基体（インクジェット媒体）は、普通紙、被覆紙
、プラスチックフィルム、布、及び、インクを吸収し、かつ良好な画像を形成で
きるいずれの媒体であることもできる。高い解像度の画像を形成するため、基体
は通常、特別に配合されたインクジェットコーティングで被覆される。これらの
コーティングは、２つの主要な範疇、すなわち充密（fully dense）コーティン グと多孔性コーティングとに分類できる。
【０００３】 充密（fully dense）コーティングは、主としてフィルム形成高分子からなり 、そのうちの少なくとも一つ高分子は親水性である。この親水性高分子は、水溶
性か水膨張性のいずれかである。時々これらのコーティングの中に少量の顔料が
含まれるが、この顔料の量は通常、臨界顔料体積濃度よりも遥かに低い。この種
のコーティングは光沢のある表面を与え、通常透明である。充密（fully dense ）コーティングは、インクを吸収し、コーティング自身の急速な膨張を介して画
像を形成する。この種のコーティングの主な欠点は、長いインク乾燥時間、コー
ティングと印刷画像の両方の低い水抵抗性、環境に対する画質の感度、及びすべ
てのプリンタで実行可能となる”万能”媒体の達成の困難性を含んでいる。
【０００４】 重合体コーティングは、一般的には、印刷後直ちにインクで飽和される。この
インクは、高分子コーティングを可塑化し、このコーティングのガラス転移温度
を低下させる。これらのコーティングは、コーティングのガラス転移温度を室温
近く又は室温より高めにするのに十分な溶媒が、コーティングから蒸発するまで
に一定の時間粘着性を有し、通常は３０秒から１０分である。この間にもし触っ
たり、あるいは別の紙又はフィルムのシートで遮られると、画像が汚れてしまう
。
【０００５】 重合体コーティングは、にじみ及び癒着なく高品質の画像を得るためには、多
量の水を急速に吸収する必要がある。他方、耐久性を提供するためには、耐水性
が必要である。これらの２つの条件は、しばしば互いに対立する。耐水性の良さ
と吸水性の高さを同時に達成することは非常に困難である。またこのコーティン
グは、画像に耐水性を持たせるために染色分子を固定する必要がある。染料分子
は、水性インク中では水溶性又は少なくとも水分散性であり、これらの染料分子
は、一旦コーティング中に置かれ、かつ、拡散されるときには、完全に不溶性化
されることが必要である。染料の完全な不溶化の達成は困難である。
【０００６】 重合体インクジェットコーティングは、常に湿気を含み、かつ、その湿気の量
は環境に左右される。したがって画像特性とインク乾燥時間は、温度と湿度の関
数となる。例えば、寒く乾燥した条件下では、コーティング中の平衡含水は少な
く、自由体積も少ない。コーティング中のインクの初期拡散係数は、高温で湿気
のある大気に曝された同じコーティング中のインクのものよりも低い。色彩のに
じみと癒着が発生し得る。高温かつ湿気のある大気中ではコーティング中の平衡
含水は多い。コーティングの自由体積は、乾燥かつ低温条件におけるものよりも
大きい。インク中の染料分子は、コーティング中に容易に拡散する。しかしなが
ら、画像は、この画像の印刷及びブロッキング抵抗が低いと思われる後でも長い
間粘着性を有するようである。異なった環境もまた、高分子中の水分量変化に起
因するコーティングの寸法安定性に影響を及ぼす。アンチカール（anticurl）コ
ーティングは、大気中でのコーティング寸法変化を相殺するために一般に必要が
ある。このアンチカール（anticurl）層は、製造工程におけるコスト増となる。
【０００７】 コーティング成分は、コーティングと染料、インク中の共溶媒、及びインク中
の界面活性剤の混和性を確保するために十分注意して決める必要がある。充密重
合体コーティングであると、すべての又はほとんどの市販のインクジェットプリ
ンタで十分実行可能な”万能”インクジェット媒体を設計することはほとんど不
可能である。
【０００８】 インクジェットへの応用のためのコーティングの第２態様は、多孔性コーティ
ングである。この種のコーティングは、通常、結合剤で結合した無機又は有機粒
子からなる。この種のコーティング中の顔料粒子量は、しばしば臨界顔料体積濃
度を遥かに超え、このコーティングに高い多孔性をもたらす。インクジェット印
刷工程において、インク小滴は、毛管作用によってこのコーティングの中に急速
に吸収され、かつ、画像がプリンタから出た直後には、その画像はドライタッチ
様（dry-to-touch）となる。したがって多孔性コーティングは、インクを早く“
乾燥”させ、耐汚性のある画像を作り出す。染料分子はこの粒子表面上に吸着し
、画像を形成する。コーティングと画像両者の高い耐水性は、多孔性コーティン
グにより達成される。多孔性インクジェットコーティングの性能は、インクの組
成にはほとんど影響されない。したがってすべてのプリンタで十分実行可能な万
能媒体を設計できる。多孔性コーティングの性能は、ほとんど環境の温度と湿気
の影響も受けないので、安定した画像特性と乾燥時間が期待される。しかしなが
ら、この種のコーティングの欠点は、コーティング中の高い多孔性により高い光
沢の達成が困難ということである。
【０００９】 インクジェットコーティングに使用される顔料は、通常、粘土（クレー）（米
国特許第４，７３２，７８６号）、炭酸カルシウム（米国特許第４，４７４，８
４７号）、炭酸マグネシウム（米国特許第５，３３８，５９７号、第５，２２７
，９６２号、第５，２４６，７７４号）、シリカ（英国特許ＧＢ２１２９３３３
，２１６６０６３）、表面修飾シリカ（米国特許第５，３７２，８８４号）、ゼ
オライト、及びアルミナ（米国特許第５，１８２，１７５号）である。また２以
上の上記顔料の組合せも使用される。これらの多孔性コーティングの多くは不透
明である。したがって染料分子は、高い光学濃度を達成するために最上表面層に
維持されなければならない。表面層上の染料分子を維持するためには、広い表面
積を有する顔料が好ましい。
【００１０】 シリカ顔料は、広い表面積と大きい内部細孔容積を有する様々な種類のシリカ
ゲル及び沈降シリカの入手容易性により、インクジェットへの応用に特に好まし
い。米国特許第４，７８０，３５６号には、ポリビニルアルコールのような水溶
性結合剤により結合させた多孔性シリカからなるコーティングが記載されている
。これらの粒子は、０．０５〜３．００ｃｃ／ｇの細孔容積、０．１〜５μｍの
粒径、及び１〜５００ｎｍの孔径を有する。米国特許第５，３５２，５０３号に
は、結合剤としてポリビニルアルコール、カール減少剤としてポリエチレングリ
コール、及び染料媒染剤としてポリ第４級アミンを有するシリカゲルに基づくコ
ーティングが記載されている。
【００１１】 シリカ又はゼオライトのような多孔性粒子からなる多孔性コーティングは、速
乾性を有している。しかしながら、高い解像度の画像及び強い機械強度を得るこ
とは困難である。内部細孔は、シリカゲルについては１〜５０ｎｍ、沈降シリカ
については１〜５００ｎｍである。粒子間の間隙孔径は、２〜１５μｍの粒子に
対し、０．４〜３μｍである。不均一な孔径分布は、コーティング内部で異なる
毛管圧力を与えるという問題があり、インクを大きな細孔から小さな細孔に移動
させてしまう。このインク移動は、不均一な色彩濃度を生じさせ、色彩トーンの
鮮明さを低くする。
【００１２】 これらのコーティング用の結合剤は、通常ポリビニルアルコールのような親水
性結合剤である。コーティングの耐水性は、結合剤に対する顔料の比率の関数で
ある。結合剤の量は、すべての高分子結合剤が粒子表面に吸着されるほど十分低
ければ、好ましい耐水性が達成できる。しかし、コーティングは全く自由度を有
していない。この種のコーティングは、普通紙基体とともに使用可能であるが、
基紙が多少のインク媒体を吸収し得るため、より薄いコーティング層が必要とさ
れる。ポリエステルやポリ塩化ビニルのような不透過性の基体、又は大きな寸法
の光沢紙のような低浸透性の基体の場合、このコーティングが唯一のインク吸収
剤であるので、すべてのインクに適応させるためには厚いコーティング（１０〜
８０μｍ）が必要となる。この種のコーティングは、その脆さのため、適当では
ない。
【００１３】 結合剤に対する顔料の比率が減少すると、コーティングの耐久性は増加し、コ
ーティングの多孔性は減少する。粒子表面が吸着した結合剤で完全に覆われた後
は、付加した結合剤のいずれも間隙空間を占めるようになる。粒子表面に吸着し
た結合剤は、立体配置及び移動度が制限され、かつ水に不溶となる。結合剤の他
の部分は、遊離高分子であり、かつ水に溶ける。遊離高分子の量が増加すると、
コーティングは耐水性を失う。米国特許第５，３５２，５０３号に記載されたイ
ンクジェット媒体は、この範疇に属する。
【００１４】 米国特許第４，８７９，１５５号、第５，１０４，７３０号、第５，２６４，
２７５号、第５，２７５，８６７号（アサヒ）には、ポリビニルアルコールのよ
うな水溶性の結合剤により結合したコロイドベーム石粒子からなる多孔性コーテ
ィングの一種が開示されている。これらのコーティングにおける孔径は制御され
、そのため細孔の大部分の半径は、１〜１０ｎｍの間で存在する。上述の多孔性
コーティングとは異なり、これらの多孔性コーティングは、小さな粒径と孔径の
ため透明である。染色分子が表面層に維持されるか否かにかかわらず、高い光学
濃度が達成され得る。コーティング層及び印刷画像の両者の良好な耐水性は、こ
の種のコーティングにおいて達成される。これは、コーティング中の高分子結合
剤及びインク中の陰イオン染料がベーム石粒子の表面上に吸着されるためである
。
【００１５】 均一のコロイド粒子からなる多孔性コーティングは、均一孔径分布を提供する
ことができ、高い画像解像度を与える。この種のコーティングの欠点は、コーテ
ィングの機械的強度の低さである。コロイド粒子自体は充密であるために、多孔
性は、もっぱら間隙細孔（粒子自体により作り出される細孔）、すなわち、粒子
間の間隔から生じる。その結果、この種のコーティングの多孔性は、通常、多孔
性粒子からなるコーティングよりも低くなるが、このことは、比較的厚いコーテ
ィングであってもすべてのインクに適応させる必要があることを意味する。コー
ティングが厚くなればなる程、この種のコーティングの脆さを克服することは困
難となる。この種の媒体の機械的特性は、速いインク流動と高解像度のプリンタ
の出現により厳しい難題に直面すると予想される。
【００１６】 したがって、本発明の目的は、高い光学濃度と高い画像解像度を有するインク
ジェット媒体を提供することにある。
【００１７】 本発明のもう一つの目的は、良好な機械特性、速乾性及び良好な耐水性をも有
するインクジェット媒体を提供することにある。
【００１８】 さらに本発明のもう一つの目的は、高い光学濃度、高い画像解像度、良好な耐
水性、速乾性及び機械特性はもちろんのこと、異なった環境であっても安定した
性能を提供するインクジェット媒体を提供することにある。
【００１９】 また本発明のもう一つの目的は、すべてのプリンタを用いて十分実施可能な万
能のインクジェット媒体を提供することにある。
【００２０】 本発明のこれら及びそのほかの目的は、当業者により、次の明細書を検討する
ことで明らかになるであろう。この点については図面の図とクレームを添付され
ている。
【００２１】 （発明の要約） 前述の目的に従い、本発明は特にインクジェット記録に有用な印刷媒体を提供
する。この印刷媒体は基体とコーティング層とからなる。このコーティング層は
、多孔性粒子、樹脂結合剤及びコロイド粒子からなり、このコロイド粒子は、多
孔性粒子の孔径よりも大きいが、多孔性粒子により作り出された間隙の細孔より
も小さい大きさである。
【００２２】 好適な実施例において、印刷媒体コーティング層のコロイド粒子は、多孔性粒
子により作り出された間隙細孔を充填し、かつ、このコロイド粒子間で多孔性粒
子の内部細孔の大きさに近い微小細孔を作り出す。そのような場合、真に均一な
面とコーティング層が作り出される。コロイド粒子の大きさは、多孔性粒子の内
部孔径の１〜６倍であることも好ましい。
【００２３】 本発明の印刷媒体は、特にインクジェット印刷に有用であり、かつ、この印刷
媒体が印刷において高い光学濃度及び高い画像解像度を許容すると同時に、良好
な機械特性、速乾性、良好な耐水性及び異なった環境での安定した性能を提供す
る。その上、本発明の印刷媒体は、本質的にすべての従来のプリンタで実行可能
な万能媒体でもある。
【００２４】 もう一つの実施態様において、本発明はインクジェット印刷装置における画像
形成方法を提供する。この方法は、本発明の印刷媒体をインクジェットプリンタ
装置に取り込み、インクを被覆表面上に噴出させて印刷媒体上に画像を形成する
ことを含む。速乾性と同様、印刷物は高い光学濃度と高い画像解像度を示す。
【００２５】 （図面の簡単な説明） 図面中の図は、概念的に多孔性粒子とコロイド粒子とを含む本発明のコーティ
ング層を示す。実際の粒子は、図面中の図に描かれたものと同じような球形であ
ってもなくてもよい。
【００２６】 （好適実施例の詳細な説明） 本発明の概念は図面中の図に説明され、この図面において１は多孔性粒子を表
し、かつ３は間隙粒子又はコロイド粒子を示す。コロイド粒子３の大きさは、多
孔性粒子の細孔２の大きさよりも大きいが、プロセス粒子１により作り出された
間隙細孔４の大きさよりも小さい。本発明の印刷媒体において、コロイド粒子は
、多孔性粒子１により作り出された間隙細孔４を充填し、このコロイド粒子間で
プロセス粒子の内部細孔の大きさに近い微小細孔５を作り出す。
【００２７】 一般的に、コロイド粒子３の大きさは、プロセス粒子（多孔性粒子）１の内部
細孔２の大きさの１〜６倍であること、より好ましくは２〜５倍であること、最
も好ましくは内部細孔の大きさの約３倍であることが好ましい。多孔性粒子１の
大きさは、一般的に１〜１６μｍの範囲であり、約２．５μｍまでの範囲が最も
好ましい。多孔性粒子中の細孔２の大きさは、１〜５００ｎｍの範囲であること
ができ、より好ましくは１〜３５ｎｍであり、最も好ましくは５〜１５ｎｍの大
きさである。したがってコロイド粒子３は、５〜７００ｎｍの範囲の大きさであ
り、より好ましくは５〜１００ｎｍの範囲であり、最も好ましくは１０〜７０ｎ
ｍの範囲である。
【００２８】 多孔性粒子１は、プロセス粒子としていずれも知られている。シリカとアルミ
ナ粒子は、容易に入手でき、かつ、十分機能するので好ましい。珪酸アルミニウ
ムや珪酸カルシウムは、十分機能する他の粒子の具体例である。コロイド粒子は
、多孔性粒子の化学的性質に調和する組成であることが好ましい。例えば、多孔
性粒子がシリカである場合には、コロイド粒子はシリカであることが好ましい。
多孔性粒子が酸化アルミニウム又は水酸化アルミニウムである場合には、コロイ
ド粒子はアルミナ又はベーム石の水酸化物粒子であることが好ましい。多孔性粒
子が珪酸カルシウム粒子である場合には、コロイド粒子はシリカであることが好
ましい。
【００２９】 最良の画像特性は、ａ）多孔性粒子と間隙粒子が同一の又は類似の表面化学的
性質を有し、ｂ）間隙孔径（ｄB pore）が多孔性粒子の内部孔径に調和する場合 に、達成されることができる。第２の条件は、ａ）多孔性粒子の内部孔径（ｄA p ore ）とコロイド状の間隙粒子の粒径（ｄB）が次の式、 ｄB／ｄA pore＝３．３ｘ（但し、ｘ＝０．１〜１０）を満たし、ｂ）間隙粒子
（ＷB）の多孔性粒子（ＷA）に対する重量比率が、
【００３０】
【数１】 （但し、ρAとρBは、それぞれ多孔性粒子と間隙粒子の密度であり、νA poreは プロセス粒子の間隙細孔容積（ｃｃ／ｇ）である。）である場合に、満たされる
ものとなる。
【００３１】 本発明のインクジェット用印刷媒体を使用する場合、画像は、インクを被覆表
面上に噴出させることにより印刷媒体上に形成される。印刷の間にインク小滴が
媒体に当たると、このインク小滴は、毛管作用を介して細孔中に即座に吐かれる
（wicked）。この毛管圧力強度は、
【００３２】
【数２】 である。式中、γはインクの表面張力、Ｒは細孔の半径、及びθはインクと粒子
表面間の接触角である。接触角は、インクの表面張力（γLV）、粒子の表面張力
（γSV）及び粒子−液体間の表面エネルギー（γSL）により次の式に従って決定
される。
【００３３】
【数３】
【００３４】 コーティング中の均一な毛管圧力は、接触角と孔径がこのコーティングに渡っ
て（across）一様であるときにだけ達成されることが、式１及び式２から明らか
である。これは、米国特許第４，８７９，１５５号、第５，１０４，７３０号、
第５，２６４，２７８号、５，２７５，８６７号（アサヒ）に記載されているよ
うな均一なコロイド粒子でコーティングを構成すれば容易に達成することができ
る。多孔性がもっぱら間隙細孔から得られるので、残念ながらそのようなコーテ
ィングであっても、高い多孔性を達成すること及び高い機械強度を維持すること
は困難である。
【００３５】 本発明の媒体において、多孔性のマクロ粒子（macroparticle）は、充密微細 粒子と混合される。多孔性粒子は、コーティングに対して高い機械強度と高い多
孔性を提供する。微細粒子は２つの機能を有する。第１は、微細粒子は、多孔性
粒子に対して共結合剤として作用し、コーティングの強さを増加させることであ
る。第２は、微細粒子は、間隙細孔を充填し、かつ、間隙マクロ細孔を多孔性細
孔の内部細孔と同じ大きさの細孔をもつ多数の微小細孔又は中間細孔に転換する
ことである。次の検討においては、シリカが本発明を示す一例として使用されて
いるが、同じ原理が他の多くの系にも適用されることができることを理解すべき
である。
【００３６】 球状の多孔性粒子の充填密度は、次式により概算できる。
【００３７】
【数４】 式中、Φijは大きさの範囲（the size range）iと大きさの範囲jの成分に関す
る二元充填係数であり、ｄi,ｄjは大きさの範囲iとjの成分における粒子の直径 であり、Ｖjは大きさの範囲ｊの体積比であり、Φmax(ｄi/dj)は直径ｄi/djの球
体に関する最大充密因子であり、Φは混合物のランダム最密充填因子（random d
ensest packing factor）である。
【００３８】 多孔性粒子の充填密度は、粒子径分布と粒子形状の関数である。粒子径分布が
広くなればなる程、粒子充填密度は高くなる。例えば、単分散球体のランダム最
密充填密度（the random close packing density）は０．６３９であり、一方、
混合比１：１、直径比１：１０での球体の二次元混合物についてのランダム最密
充填密度は０．８３３である。例えば、Ｄ.Ｉ.Ｌｅｅの「球体の充密と懸濁液の
粘度に対する効果」ジャーナル・オブ・ペイントテクノロジー（Journal of Pai
nt Technology） Vol.42 No.550(1970) を参照。粒子充填密度は、高分子分子 の吸着のような表面粒子上における他の分子の吸着によって低減される。我々の
計算によれば、０．６４が多孔性シリカ粒子のランダム最密充填密度として使用
される。
【００３９】 微細粒子を加える前の間隙細孔体積は
【００４０】
【数５】 式中、ＶAとＷAは、多孔性粒子の体積と重量であり、νA poreは粒子の内部細孔 容積（ｃｃ／ｇ）である。間隙細孔が完全にコロイド粒子で充填されたとき、Ｖ
＝ＶB／ΦB＝ＷB／ΦBρBである。式中、ΦBはコロイドシリカのランダム最密充
填密度である。コロイドシリカの配位数を６[1]と仮定すると、ΦB＝０．５２と
なる。上式を組み合わせると、
【００４１】
【数６】 を得る。
【００４２】 多孔性粒子とコロイド状の間隙粒子が２つの異なる種類の物質である場合、間
隙粒子と多孔性粒子の重量比率は次式によって表すことができる。
【００４３】
【数７】 式９は、多孔性粒子（Φ）のランダム最密充填密度が０．６４、であり、間隙粒
子（ΦB）のランダム最密充填密度が０．５０であると仮定することにより誘導 される。
【００４４】 コロイドシリカの場合のように間隙粒子が均一球体粒子である場合には、粒子
の直径とこれらの粒子のランダム最密充填により形成された細孔の直径との比率
は、ｄB＝５ｄB poreで概算される。ここでｄBとｄB poreは粒子の直径と間隙孔径
の直径である。コロイドシリカ系では、最密充填は達成されない。コロイドシリ
カ粒子の試験は、粒子径と細孔径が次の式：ｄB＝３．３ｄB poreにより概算され
ることを意味する。したがって間隙粒子の大きさは、このコーティングに渡って
（across）均一な孔径分布を達成するために、多孔性粒子の内部孔径３．３倍の
ものが理想的には選ばれるべきである。
【００４５】 有機結合剤の少量が、この系に対して自由度を提供するために必要である。こ
の結合剤は、水溶性高分子又は高分子ラテックスであることができる。これらの
高分子の例には、ポリビニルアルコール、陰イオン又は陽イオン修飾ポリビニル
アルコール、澱粉及び修飾澱粉、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセル
ロース、カルボキシメチルセルロース、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレンイミ
ン、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール；ＳＢＲラテックス、ＮＢ
Ｒラテックス、ポリアクリレート乳濁液、ポリ酢酸ビニルラテックス、及びポリ
ウレタン分散体がある。使用される結合剤の量は、粒子の体積を基準として５〜
８０体積％でなければならない。
【００４６】 多孔性シリカとコロイドシリカの系の場合のように、多孔性粒子とコロイド粒
子の両者が陰イオン表面を有している場合、酸性染料分子を固定するため、陽イ
オン高分子がその系に組み込まれる。ポリ４級アミン、ポリエチレンイミン、ビ
ニルピロリドンとジメチルアミノエチルメタアクリレートの共重合体、ビニルピ
ロリドンと塩化メチルビニルイミダゾールの共重合体、及びアルミニウム重合体
の複合体は、染料の媒染剤の多少の例として用いることができる。陽性イオン高
分子は、例えば、米国特許第５，５０３，６６４号（エプソン顔料インク）に記
載されたもののような耐水性顔料インクと組み合わせて媒体が使用されるときは
必要ない。
【００４７】 多くの有機結合剤がコーティングに対する耐久性を提供するために使用される
ことができる。水中で旋回半径が多孔性粒子の内部孔径の半分よりも小さい高分
子は避ける必要がある。さもなければ、いくらかの結合剤が細孔にしみ込み、コ
ーティングの多孔性を減少させてしまう。
【００４８】 このコーティング用の基体は、ポリエステルフィルム及びポリ塩化ビニルフィ
ルムのようなプラスチックフィルム、キャンバス、布、普通紙、被覆紙、又は適
切な強度及び、みかけ特性を有するいかなる基体であることができる。コーティ
ング厚さは、５〜１００μｍの範囲であり、滴径とプリンタの解像度に依存する
。プリンタと解像度の各々の組合せに対しては、インク癒着が発生するより低い
コーティングの臨界厚さがある。コーティングの厚さは、高い解像度の画像と速
乾特性を達成するため、臨界厚さを超える１〜５μｍであるべきである。
【００４９】 本発明の印刷媒体は、いかなる印刷活動に対しても使用可能である。しかしな
がら、この媒体は、特にインクジェット印刷用として使用される。この印刷媒体
は、印刷において高い光学濃度と高い画像解像度を実現させることができ、また
、良好な機械特性、速乾性、良好な耐水性、及び異なる環境での安定した性能を
提供する。その上、本発明の印刷媒体は、本質的には、すべての従来のインクジ
ェットプリンタで十分実行可能な万能媒体である。
【００５０】 また本発明は、インクジェット印刷装置における画像形成方法に関する。この
方法は、本発明の印刷媒体をインクジェットプリンタ装置に取り込ませることを
含む。前述のように、本発明の印刷用媒体は、本質的に万能であり、ほとんどす
べて公知のインクジェットプリンタ装置に使用されることができる。この方法に
おいて、画像は、被覆された表面上にインクを噴出させるインクジェット印刷装
置により印刷媒体上に形成される。得られる画像は高い光学濃度、高い画像解像
度及び速乾性を示す。
【００５１】 本発明は、さらに次の実施例により説明される。これらの実施例において、シ
アン、マゼンタ、黄色、黒、青、緑及び赤のカラーブロックは、以下に述べるプ
リンタを使用して印刷された。述べられたすべての実施例における画像は、即時
に乾燥した。これらのブロックの光学濃度（ＯＤ）は、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８によ
り測定され、色彩の範囲が計算される。これらのブロックは、次いで水中に１０
分間浸され、すすがれる。３０分の空気乾燥の後、光学濃度が再び測定され、色
彩の範囲が計算された。試料の湿摩擦抵抗は、カラーブロックを水中に１０分間
浸した後、パッドで画像を乾燥させ、ペーパータオルを用いて画像を摩擦するこ
とにより試験された。画像の湿摩擦抵抗は、視覚的な検査がなされ、０〜５段階
で評価された。段階５は、湿乾摩擦後の画像又はコーティングのいずれかに障害
がないことを意味する。段階０は、画像が完全になくなったことを意味する。
【００５２】 付着試験は、２インチ長の一組の３Ｍ＃８１０スコッチテープ断片を第２カラ
ーブロック（通常はグリーン）に対し置くことにより実施される。均一な付着を
保証するため、親指でテープを十分に擦り、閉じ込められた空気を排除する。次
いでこのテープを素早く引っ張って除去する。画像及びコーティングの付着／粘
着強さは、テープに転写された画像のパーセントに従って、０から５段階で評価
される。段階５はコーティング又は画像がテープに転写しないことを示し、一方
、段階０は、画像が付着（粘着）テープに１００％転写したことを示す。
【００５３】
【実施例】
（実施例１） ａ）シリカゲル２０ｇ（ＩＪ３５ クロスフィルド(Ｃｒｏｓｆｉｅｌｄ）製：細
孔容積：６３体積％又は１．１４ｃｃ／ｇ、細孔直径：６．７ｎｍ、表面積：６
７０ｍ２／ｇ、粒子径：４．５μｍ） ｂ）コロイドシリカ１２ｇ（ナルコ（Ｎａｌｃｏ）１０３４Ａ，直径：２０ｎｍ
） ｃ）ポリビニルアルコール５．４４ｇ（（エアボル）Ａｉｒｖｏｌ ５４０ エア
プロダクツ(Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）製） ｄ）ポリ４級アミン４．１６ｇ（サイプロ（Ｃｙｐｒｏ）５１６ サイテック（ Ｃｙｔｅｃ）製） ｅ）蒸留水１９０ｇ 上記成分を混合し、ポリ塩化ビニル基体（ＴＣ−１０６ フレクスコン（Ｆｌ ｅｘｃｏｎ）製）に＃１１０マイヤー棒を用いて被覆し、１１０℃で６分間乾燥
して、乾燥厚さ４２μｍにした。次いでエプソンスタイラスII（Ｅｐｓｏｎ Ｓ ｔｙｌｕｓII）（乾燥型インク）プリンタの７２０ｄｐｉモード、キャノン ６ １０（乾燥型インク）プリンタの７２０ｄｐｉモードで、ＨＰ６６０（シアン、
マゼンタ、及び黄色は乾燥型インク、黒は顔料インク）で印刷した。このコーテ
ィングの画像特性と耐水性を下記の表に示す。
【００５４】 （実施例２） ａ）シリカゲル４４．４４ｇ（固体２０ｇ，サイロイド（Ｓｙｌｏｉｄ）Ｗ３０
０ （Ｗ．Ｒ，グレイス（Ｗ．Ｒ，Ｇｒａｓｅ），細孔容積：１．２ｃｃ／ｇ，
細孔直径：１５ｎｍ，粒径：５．５μｍ） ｂ）コロイドシリカ２４ｇ（固体１２ｇ，ナルコ（Ｎａｌｃｏ）１０６０ ナル コ（Ｎａｌｃｏ）社製，粒子直径：６０ｎｍ） ｃ）ポリビニルアルコール５．４４ｇ（エアボル（Ａｉｒｖｏｌ） ５４０） ｄ）ポリアミン８．３２ｇ（固体４．１６ｇ，サイプロ（Ｃｙｐｒｏ）５１６） ｅ）蒸留水１４９ｇ 上記懸濁液を準備して、かつ、白ポリエステル基体（ＩＣＩ５３４）に＃１０
０マイヤー棒を用いて被覆し、１１０℃で６分間乾燥し、乾燥厚さ４４μｍにし
た。次いでこの乾燥媒体に上で挙げた３つのプリンタで画像を形成した。その結
果を以下の表に示す。
【００５５】 （実施例３） ａ）部分か焼水酸化アルミニウム（マルトロキシン（Ｍａｒｔｒｏｘｉｎ）ＧＬ
−１マーチンスウィーク（Ｍａｒｔｉｎｓｗｅｒｋ）製：細孔容積：０．１８ｃ
ｃ／ｇ，孔径：１〜１．３ｎｍ，粒径０．７〜２．４μｍ，表面積：１２５ｍ2 ／ｇ ｂ）１Ｎ硝酸３．７ｇ ｃ）コロイド擬ベーム石５０ｇ（固体２４％，ディスパル（Ｄｉｓｐａｌ）２３
Ｎ４−２０ビスタケミカル（Ｖｉｓｔａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）製，平均粒径：０ ２０面で５．６ｎｍ、１２０面で１０．３ｎｍ） ｄ）４．６７ポリビニルアルコール（エアボル（Ａｉｒｖｏｌ）３２５ エアプ ロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ）製） ｅ）蒸留水１５０ｇ 懸濁液は上記配合に従い調製された後、ポリエステル基体（ＩＣＩ５３４）に
＃１２０マイヤー棒を用いて被覆し、１１０℃で６分間乾燥し、乾燥厚さ２８μ
ｍにした。次いで得られた媒体に実施例１で挙げた３つのプリンタで印刷した。
結果を以下の表に示す。
【００５６】 （比較例１） コロイダルシリカを添加しない、次の組成で 実施例１を繰り返した。 ａ）シリカゲル２０ｇ（ＩＪ３５ クロスフィールド（Ｃｒｏｓｆｉｅｌｄ）製 から入手可能） ｂ）ポリビニルアルコール８．８ｇ（エアボル（Ａｉｒｖｏｌ）５４０ エアプ ロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）製） ｃ）ポリ４級アミン６．４ｇ（５０％固体，サイプロ（Ｃｙｐｒｏ）５１６ サ イテク（Ｃｙｔｅｃ）製） ｄ）蒸留水１６５ｇ
【００５７】 （比較例２） 狭い内部孔径分布の重要性を示すため、次の組成を使用して実施例１の手順を
繰り返した。 ａ）沈降シリカ２０ｇ（ローベル（Ｌｏ−Ｖｅｌ）２７ ＰＰＧ工業株式会社製 ，細孔容積：２．５ｃｃ／ｇ，広い粒径分布，平均細孔直径：６３ｎｍ，最共通
細孔直径：３４ｎｍ，中間細孔直径：１２８ｎｍ） ｂ）ポリビニルアルコール８．８ｇ （エアボル（Ａｉｒｖｏｌ）５４０） ｃ）（サイプロ（Ｃｙｐｒｏ）５１６ ６．４ｇ（５０％固体） ｄ）蒸留水１６５ｇ 上記実施例は、本発明が高画質、速乾性、及び良好な画像耐久性の有益な組み
合わせを示すインクジェットコーティングを提供することを示している。すべて
の実施例及び比較例の結果が下記の表に示されている。
【００５８】 本発明は、好適な実施例で述べられたが、当業者に明らかである変形や変更を
使用可能であることが理解されるべきである。そのような変形及び変更は、認識
した範囲内であり、かつ、本書に記載された特許請求の範囲の範囲内である。
【００５９】
【表１】
【００６０】 本発明は、好適な実施例で述べられたが、当業者に明らかである変形や変更を
使用可能であることが理解されるべきである。そのような変形及び変更は、認識
した範囲内であり、かつ、本書に記載された特許請求の範囲の範囲内である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，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，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 グリンネル ゲイリー シー アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 01060、ノーザンプトン、プロスペクト ストリート 163 (72)発明者 ハイメルライト リチャード エス アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 01095、ウィルブラハム、ブルックサイド 22 Ｆターム(参考） 2C056 FC06 2H086 BA02 BA15 BA19 BA21 BA22 BA31 BA33 BA35 BA36 BA41 BA51

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基体とコーティング層とからなるインクジェット記録に有用な
    印刷媒体であって、前記コーティング層は、多孔性粒子、樹脂結合剤、及び前記
    多孔性粒子の細孔よりも大きく、かつ、前記多孔性粒子により作り出された間隙
    細孔よりも小さい大きさのコロイド粒子とを含む、ことを特徴とする印刷媒体。
  2. 【請求項２】 前記コロイド粒子が、多孔性粒子により作り出された間隙細孔
    を充填し、かつ、前記多孔性粒子の内部細孔の大きさに近い微小細孔を前記コロ
    イド粒子間に作り出す請求項１記載の印刷媒体。
  3. 【請求項３】 前記コロイド粒子の大きさが、前記多孔性粒子の内部孔径の約
    ３．３倍の大きさを有する請求項１記載の印刷媒体。
  4. 【請求項４】 ｄA poreで表される前記多孔性粒子の内部孔径と、ｄBで表され
    る前記コロイド粒子の粒径が次式を満たす請求項１記載の印刷媒体。 ｄB／ｄA pore＝３．３ｘ（但し、ｘ＝０．１〜１０）
  5. 【請求項５】 前記多孔性粒子がシリカ粒子である請求項１記載の印刷媒体。
  6. 【請求項６】 前記多孔性粒子がアルミナ粒子である請求項１記載の印刷媒体
    。
  7. 【請求項７】 前記コロイド粒子がシリカコロイド粒子である請求項１記載の
    印刷媒体。
  8. 【請求項８】 前記コロイド粒子がアルミナコロイド粒子である請求項１記載
    の印刷媒体。
  9. 【請求項９】 前記多孔性粒子及び前記コロイド粒子が、ともにシリカ粒子で
    ある請求項１記載の印刷媒体。
  10. 【請求項１０】 前記多孔性粒子の大きさが１〜１５μｍの範囲である請求項
    １記載の印刷媒体。
  11. 【請求項１１】 前記多孔性粒子の孔径が約１〜５００ｎｍの範囲である請求
    項１記載の印刷媒体。
  12. 【請求項１２】 前記多孔性粒子の孔径が約１〜３５ｎｍの範囲である請求項
    １記載の印刷媒体。
  13. 【請求項１３】 前記多孔性粒子の孔径が約５〜１５ｎｍの範囲である請求項
    １記載の印刷媒体。
  14. 【請求項１４】 前記コロイド粒子の大きさが約５〜７００ｎｍの範囲である
    請求項１記載の印刷媒体。
  15. 【請求項１５】 前記コロイド粒子の大きさが約５〜１００ｎｍの範囲である
    請求項１記載の印刷媒体。
  16. 【請求項１６】 前記コロイド粒子の大きさが約１０〜７０ｎｍの範囲である
    請求項１記載の印刷媒体。
  17. 【請求項１７】 前記樹脂結合剤が水溶性高分子又は高分子ラテックスである
    請求項１記載の印刷媒体。
  18. 【請求項１８】 前記水溶性高分子又は高分子ラテックスが、ポリビニルアル
    コール、陰イオン又は陽イオン修飾ポリビニルアルコール、澱粉、修飾澱粉、ポ
    リビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
    ス、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリエ
    チレングリコール、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、ポリアクリレート乳
    濁液、ポリ酢酸ビニルラテックス、又はポリウレタン分散体である請求項１７記
    載の印刷媒体。
  19. 【請求項１９】 前記樹脂結合剤が、前記多孔性粒子及びコロイド粒子の体積
    を基準として前記コーティング層の約５〜８０体積％からなる請求項１記載の印
    刷媒体。
  20. 【請求項２０】 前記多孔性粒子及びコロイド粒子がシリカ粒子からなり、該
    コロイド粒子の大きさが多孔性粒子の細孔の内部孔径の約３．３倍、該多孔性粒
    子の細孔の大きさが約１〜２００ｎｍの範囲であり、かつ、該コロイド粒子の大
    きさが約５〜７００ｎｍの範囲である請求項２記載の印刷媒体。
  21. 【請求項２１】 前記コーティング層の厚さが約５〜１００μｍの範囲である
    請求項１記載の印刷媒体。
  22. 【請求項２２】 前記コーティング層の厚さが、高い解像度の画像及び速乾特
    性を達成するのに必要な臨界厚さ以上の約１〜５μｍの範囲である請求項１記載
    の印刷媒体。
  23. 【請求項２３】 請求項１の印刷媒体をインクジェット印刷装置に取り込み、
    インクを被覆表面上に噴出させることにより印刷媒体上に画像を形成することを
    含む、インクジェット印刷装置における画像形成方法。
  24. 【請求項２４】 前記インクが異なった色彩であり、印刷媒体上に形成される
    画像がカラー画像である請求項２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記インクが、水ベースインクである請求項２３記載の方法
    。
  26. 【請求項２６】 前記基体が紙基体、ポリエステル及びポリ塩化ビニルのよう
    な高分子フィルム、合成紙並びにキャンバスである請求項１記載の印刷媒体。
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