JP2002331746A

JP2002331746A - インクジェット式記録要素

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Publication number: JP2002331746A
Application number: JP2002058365A
Authority: JP
Inventors: Lori J Shaw-Klein; ジェイ．ショー−クレインロリ; Alexandra D Bermel; ディー．バーメルアレクサンドラ; Colin Martin; マーティンコリン
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2002-11-19
Also published as: EP1238815A3; EP1238815A2

Abstract

(57)【要約】【課題】色素系インクで印刷したときに、色相が良好
となり、かつ、光沢が高くなる、そのような多孔質イン
クジェット式記録要素を提供すること。【解決手段】バインダー中に粒子を含む多孔質画像受
容性層を支持体上に有してなるインクジェット式記録要
素であって、該粒子の一次粒径は７〜４０nmの範囲内に
あり、該粒径は凝集により最大３００nmまで大きくなる
ことができ、該画像受容性層は酸性の水分散液から塗布
されたものであり、該記録要素は該支持体と該多孔質画
像受容性層との間に下塗層を有し、そして、該下塗層
は、該画像受容性層の表面ｐＨをｐＨ単位で２以上上昇
させることができる塩基性材料を含むことを特徴とする
インクジェット式記録要素。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多孔質インクジェッ
ト式記録要素とそれを用いた印刷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的なインクジェット式の記録方式又
は印刷方式では、ノズルから記録要素又は記録媒体へ向
けてインク液滴を高速で射出することで媒体上に画像を
生ぜしめている。インク液滴、すなわち記録液は、一般
に色素や顔料などの記録剤と、多量の溶剤とを含んでな
る。溶剤、すなわちキャリヤ液は、典型的には水、１価
アルコール、多価アルコールなどの有機物、またはこれ
らの混合物から構成されている。

【０００３】インクジェット式記録要素は、典型的に
は、支持体の少なくとも片面上にインク受容層、すなわ
ち画像形成層を含み、さらに反射観察を意図した不透明
支持体を有するものと、透過光観察を意図した透明支持
体を有するものとがある。

【０００４】インクジェット式記録要素の重要な特性
は、印刷後即座に乾燥しなければならないことである。
このため、液体インクを有効に含むのに十分な厚さと孔
容量を有する限りほぼ瞬間的に乾燥する多孔質記録要素
が開発されてきた。例えば、流延塗布法において支持体
に粒子含有コーティングを施し、そしてこれを磨き平滑
面に接触させた状態で乾燥させることによって多孔質記
録要素を製造することができる。

【０００５】欧州特許第1,029,702号に、支持体上にゼ
ラチン下塗層とシリカ及びＰＶＡを含む塗布分散体とを
有してなるインクジェット式記録要素が記載されてい
る。しかしながら、この記録要素には、光沢が所望の程
度には高くならないという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、色素
系インクで印刷したときに、色相が良好となり、かつ、
光沢が高くなる、そのような多孔質インクジェット式記
録要素を提供することにある。本発明の別の目的は、記
録印刷用途に望まれる、酸を含まない表面を有する多孔
質インクジェット式記録要素を提供することにある。本
発明のさらに別の目的は、上記要素を使用した印刷方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記その他の目的は、バ
インダー中に粒子を含む多孔質画像受容性層を支持体上
に有してなるインクジェット式記録要素であって、該粒
子の一次粒径は７〜４０nmの範囲内にあり、該粒径は凝
集により最大３００nmまで大きくなることができ、該画
像受容性層は酸性の水分散液から塗布されたものであ
り、該記録要素は該支持体と該多孔質画像受容性層との
間に下塗層を有し、そして、該下塗層は、該画像受容性
層の表面ｐＨをｐＨ単位で２以上上昇させることができ
る塩基性材料を含むことを特徴とするインクジェット式
記録要素を構成とする本発明によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の別の好適な実施態様は、 A)デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリン
タを用意し、 B)該プリンタに、上記要素を含むインクジェット式記録
要素を装填し、 C)該プリンタにインクジェット用インク組成物を装填
し、そして D)該デジタルデータ信号に応じて該インクジェット用イ
ンク組成物を使用して該画像受容性層上に印刷を行うことを特徴とするインクジェット印刷法に関する。

【０００９】本発明のインク受容性層は、極めて迅速な
インク乾燥性を得るため、該層が多孔質となるように粒
子を含有する。粒子間に形成された細孔は、印刷インク
が層内を迅速に通過してその外表面から消え去ることに
より迅速乾燥の感を与えるように、十分に大きく、か
つ、連続していることが必要である。と同時に、該粒子
ハロゲン化銀、粒子間に形成された細孔が可視光を散乱
しないよう十分小さくなるように、配置されていなけれ
ばならない。

【００１０】粒子の形態としては、一次粒子であっても
よいし、二次凝集粒子であってもよい。凝集体は、直径
７〜４０nmのより小さな一次粒子を含んでなり、その直
径は凝集により最大３００nmまで大きくなる。該凝集体
の乾燥コーティングに含まれる細孔は、低い光散乱性を
確保すると同時に、十分なインク溶剤吸収性を示すのに
必要な範囲内にある。本発明において有用な粒子は、無
機系であっても有機系であってもよく、また、各種方法
で製造することができ、そして画像受容性層用として市
販もされている。

【００１１】本発明において有用な粒子の例として、ア
ルミナ、ベーマイト、クレー、炭酸カルシウム、二酸化
チタン、焼成クレー、アルミノシリケート、シリカ、硫
酸バリウム又は高分子ビーズが挙げられる。該粒子は多
孔質であっても非孔質であってもよい。本発明の好適な
実施態様においては、該粒子は金属酸化物、例えば、ア
ルミナ、ベーマイト又はカチオン変性シリカである。こ
のような粒子が好適である理由は、その表面がカチオン
性であるため、アニオン性のインクジェット印刷用色素
と結合することにより、印刷された画像に、水や高湿度
条件による色素移行に対する抵抗性を付与することがで
きるからである。このような粒子は、水分散液におい
て、該分散液のｐＨが粒子の０電荷点よりも低く維持さ
れている場合には、カチオン電荷を有するものと考えら
れる。このような粒子の０電荷点はｐＨ７よりも高いの
で、このような粒子の安定分散液は酸性条件下で維持さ
れる。例えば、ヒュームドアルミナの安定水分散液のｐ
Ｈは、一般に約４以下である。本発明の好ましい実施態
様において、画像受容性層は、ｐＨが５より低い、より
好ましくはｐＨが４より低い、酸性水分散液から塗布さ
れる。

【００１２】本発明において採用される下塗層には、該
下塗層のポリマーと適合するものである限り、いずれの
塩基性材料でも使用することができる。好ましい実施態
様において、該塩基性材料は水酸化ナトリウム又はトリ
エタノールアミンを含んで成る。別の好ましい実施態様
において、該塩基性材料は該画像受容性層の表面ｐＨを
少なくとも４よりも高く上昇させることができる。

【００１３】本発明のさらに別の好ましい実施態様にお
いて、該下塗層は塩基性材料とポリマーの混合物を含ん
で成る。この層には、該塩基性材料と適合するものであ
る限り、いずれのポリマーでも使用することができる。
例えば、ゼラチン、ポリ（ビニルアルコール）又はアク
リル系ラテックスポリマーを使用することができる。該
下塗層における塩基性材料の使用量に特に制限はない
が、一般に、該下塗層は１０〜３０質量％の塩基性材料
を含む。

【００１４】本発明の好ましい実施態様において、画像
受容性層に含まれるバインダーは、親水性ポリマー、例
えば、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリ
ドン）、ゼラチン、セルロースエーテル、ポリ（オキサ
ゾリン）、ポリ（ビニルアセトアミド）、部分加水分解
型ポリ（酢酸ビニル／ビニルアルコール）、ポリ（アク
リル酸）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（酸化アルキ
レン）、スルホン化又はリン酸化ポリエステル及びポリ
スチレン、カゼイン、ゼイン、アルブミン、キチン、キ
トサン、デキストラン、ペクチン、コラーゲン誘導体、
コロジアン、寒天、アロールート、グア、カラギーナ
ン、トラガカント、キサンタン、ラムサン、等である。
本発明の別の好ましい実施態様において、親水性ポリマ
ーはポリ（ビニルアルコール）、ヒドロキシプロピルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ゼラ
チン又はポリ（酸化アルキレン）である。本発明のさら
に別の好ましい実施態様において、親水性ポリマーはポ
リ（ビニルアルコール）である。該バインダーは、上記
粒子と適合するように選定すべきである。

【００１５】バインダーの使用量は、該インクジェット
式記録要素に凝集強さを付与するのに十分な量とすべき
であると同時に、凝集体によって形成された連続細孔構
造がバインダーで充填されないよう最少限の量とすべき
でもある。本発明の好ましい実施態様においては、バイ
ンダーの粒子総量に対する質量比は１：２０〜１：５の
範囲内にある。

【００１６】画像受容性層は、粒子を含む多孔質層であ
るため、そのボイド容量は印刷インクのすべてを吸収す
るのに十分な容量でなければならない。例えば、多孔質
層が、３２cc/m²のインクを即座に吸収するために６０
体積％の開放細孔を有する場合、該層の物理的厚さは５
４μｍ以上でなければならない。

【００１７】本発明において用いられるインクジェット
式記録要素の支持体は、インクジェット用受容体に通常
用いられているもののいずれであってもよく、例えば、
樹脂被覆紙、紙、ポリエステル、又はPPG Industries社
（Pittsburgh, Pennsylvania）より商品名Teslinで市販
されているポリエチレンポリマー含有材料、Tyvek（商
標）合成紙（DuPont社）及びOPPalyte（商標）フィルム
（Mobil Chemical社）その他米国特許第5,244,861号に
記載されている複合フィルムのような微孔質材料である
ことができる。不透明支持体には、プレーン紙、塗被
紙、合成紙、印画紙用支持体、溶融押出被覆紙、及び二
軸延伸支持体ラミネートのような積層紙が含まれる。二
軸延伸支持体ラミネートについては米国特許第5,853,96
5号、同第5,866,282号、同第5,874,205号、同第5,888,6
43号、同第5,888,681号、同第5,888,683号及び同第5,88
8,714号に記載されている。これらの二軸延伸支持体
は、紙ベースと、該紙ベースの片面又は両面に積層され
た二軸延伸ポリオレフィンシート、典型的にはポリプロ
ピレン、とを含む。透明支持体には、ガラス、セルロー
ス誘導体、例えば、セルロースエステル、三酢酸セルロ
ース、二酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース
及び酢酪酸セルロース、ポリエステル、例えば、ポリ
（エチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンナフタレ
ート）、ポリ（1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフタ
レート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）及びこれら
の共重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ポリオレフィン、例えば、ポリエチ
レン又はポリプロピレン、ポリスルホン、ポリアクリレ
ート、ポリエーテルイミド、並びにこれらの混合物が含
まれる。上記の紙には、印画紙のようなハイエンド紙か
ら、新聞用紙のようなローエンド紙まで、広範囲の紙が
含まれる。好ましい実施態様において、ポリエチレン被
覆紙が用いられる。

【００１８】本発明に用いられる支持体の厚さは、５０
〜５００μｍ、好ましくは７５〜３００μｍの範囲内と
することができる。支持体には、所望であれば、酸化防
止剤、帯電防止剤、可塑剤その他の公知添加剤を含めて
もよい。インク受容性層の支持体に対する密着性を改良
するため、画像受容性層の適用前に、支持体表面にコロ
ナ放電処理を施してもよい。

【００１９】本発明において用いられる塗布組成物は、
浸漬塗布法、巻線形ロッド塗布法、ドクターブレード塗
布法、グラビア及びリバースロール塗布法、スライド塗
布法、ビード塗布法、押出塗布法、カーテン塗布法、等
をはじめとする周知の技法のいずれによっても適用する
ことができる。公知の塗布法及び乾燥法については、リ
サーチ・ディスクロージャー(Research Disclosure) N
o. 308119（1989年12月発行、第1007〜1008頁）にさら
に詳しく記載されている。画像受容性層とオーバーコー
ト層を同時に適用することができるスライド塗布法が好
適である。塗布後、これらの層は一般には単なる蒸発に
より乾燥されるが、対流加熱法のような公知の技法によ
って乾燥を促進してもよい。

【００２０】インクジェット式記録要素に機械的耐久性
を付与するため、上記のバインダーに作用する架橋剤を
少量添加してもよい。このような添加剤により層の凝集
強さが向上する。カルボジイミド、多官能性アジリジ
ン、アルデヒド、イソシアネート、エポキシド、多価金
属カチオン、等のような架橋剤はいずれも使用すること
ができる。

【００２１】着色剤の退色性を改良するため、当該技術
分野でよく知られているように、画像受容性層にUV吸収
剤、ラジカルクエンチャー又は酸化防止剤を添加するこ
ともできる。他の添加剤として、密着性向上剤、レオロ
ジー調節剤、界面活性剤、殺生剤、減摩剤、色素、蛍光
増白剤、艶消剤、帯電防止剤、等が挙げられる。十分な
塗工性を得るため、当業者に馴染みのある添加剤、例え
ば、界面活性剤、消泡剤、アルコール、等を使用するこ
とができる。塗布助剤の通常の量は、溶液全体の質量に
対して０.０１〜０.３０％の有効成分量である。これら
の塗布助剤は非イオン性、アニオン性、カチオン性又は
両性であることができる。具体例がMCCUTCHEONの第１
巻：Emulsifiers and Detergents（1995、北米版）に記
載されている。塗布組成物を塗布すると、その固形分含
量の全体によって有用なコーティング厚が得られる。粒
子含有塗布組成物の場合、固形分含量としては１０〜６
０％が典型的である。

【００２２】本発明の記録要素を画像化するために用い
られるインクジェット用インクは、当該技術分野ではよ
く知られている。インクジェット印刷に使用されるイン
ク組成物は、典型的には、溶剤又はキャリヤ液、色素又
は顔料、保湿剤、有機溶剤、洗剤、増粘剤、防腐剤、等
を含んでなる液状組成物である。溶剤又はキャリヤ液
は、水単独であってもよいし、水に多価アルコールのよ
うな他の水混和性溶剤を混合したものであってもよい。
多価アルコールのような有機物が主要キャリヤ又は溶剤
液であるインクを使用してもよい。特に、水と多価アル
コールを混合した溶剤が有用である。このような組成物
に用いられる色素は、典型的には水溶性の直接型又は酸
型の色素である。このような液状組成物については、例
えば、米国特許第4,381,946号、同第4,239,543号及び同
第4,781,758号明細書をはじめとする従来技術に広く記
載されている。

【００２３】

【実施例】以下の実施例は本発明をさらに説明するもの
である。本発明の要素１石灰処理オゼイン(ossein)写真用ゼラチン(Eastman Gel
atine)と水酸化ナトリウム(Ardrich Chemical社)とを
４.３：１の比率で混合して固形分３％の水性塗布液を
調製することにより、塩基性の下塗層を製作した。上記
塗布液を、予めコロナ放電処理を施しておいたポリエチ
レン被覆紙ベースの上に、４０℃でビード塗布した。次
いで、その塗膜を６０℃で強制空気乾燥させ、厚さ１.
５μm又は乾燥塗布質量１.６g/m²の塩基性下塗層を得
た。

【００２４】インクジェット受容性層を以下のように製
作した。ヒュームドアルミナ（Cab-O-Sperse(商標)PG00
3、Cabot社）と、ポリ（ビニルアルコール）（Gohsenol
(商標)GH-23A、日本合成株式会社）と、2,3-ジヒドロキ
シ-1,4-ジオキサン（Clariant社）とを88：10：２の比
率で混合して固形分３０質量％の水性塗布組成物を調製
することにより、底部インク吸収層のための塗布液を調
製した。

【００２５】ヒュームドアルミナ（Cab-O-Sperse(商標)
PG003、Cabot社）と、ポリ（ビニルアルコール）（Gohs
enol(商標)GH-23A、日本合成株式会社）と、（ビニルベ
ンジル）トリメチルアンモニウムクロリド及びジビニル
ベンゼンの（モル比87：13の）コポリマーとを85：３：
12の比率で混合して固形分１０質量％の水性塗布組成物
を調製することにより、オーバーコート層のための塗布
液を調製した。塗布助剤として、界面活性剤Zonyl(商
標)FSN（E.I. du Pont de Nemours and Co.）及びOlin
(商標)10G（Dixie Chemical社）を少量添加した。

【００２６】上記の２種類の塗布液を、上記の塩基性下
塗層の上に、４０℃で同時にビード塗布した。底部イン
ク吸収層の上にオーバーコート層を塗布した。次いで、
その塗膜を６０℃で強制空気乾燥させ、底部層及び上部
層の厚さがそれぞれ４０μm（４３g/m²）及び２μm
（２.２g/m²）である２層形記録要素を得た。

【００２７】本発明の要素２塩基性下塗層をポリ（ビニルアルコール）（Gohsenol
(商標)GH-23A、日本合成株式会社）とトリエタノールア
ミンとを４.３：１の比率で組み合わせてなるものとし
たことを除き、要素１の場合と同様にして要素２を製作
した。本発明の要素３塩基性下塗層をアクリル系ラテックス（Neocryl(商標)A
622、Zeneca Resins）と水酸化ナトリウムとを４.３：
１の比率で組み合わせてなるものとしたことを除き、要
素１の場合と同様にして要素３を製作した。

【００２８】対照要素１塩基性下塗層を一切塗布しなかったことを除き、要素１
の場合と同様にして対照要素１を製作した。対照要素２下塗層をゼラチンのみからなるものとし、塩基性材料は
一切添加しなかったことを除き、要素１の場合と同様に
して対照要素２を製作した。

【００２９】対照要素３ビード塗布工程中、塗布ホッパーの上部スロットに水酸
化ナトリウム水溶液を同時に添加することにより、水酸
化ナトリウムをオーバーコート用塗布液に添加したこと
を除き、対照要素１の場合と同様にして対照要素３を製
作した。塗布メルトがひどいフロキュレーションを起こ
し該メルトを支持体上に首尾よく堆積できなかったた
め、乾燥塗膜が得られなかった。対照要素４参考のため、市販されているインクジェット受容体（Ep
son(商標)Professional Media Photo Glossy Paper、カ
タログ番号SP91001）を使用した。

【００３０】コーティングの品質乾燥後のコーティングの表面外観、主として亀裂の有無
について、目視で評価した。各コーティングの光沢を、
BYK Gardnerマイクログロス計を使用し、コーティング
表面に対して垂直方向を基準に20°及び60°の角度で測
定した。乾燥後の各コーティングの表面ｐＨを、常用の
表面ｐＨマーキングペンシル（pHydrionInsta-chek(商
標)Gardco社）を使用して測定した。以下の結果が得ら
れた。

【００３１】表１記録要素外観 20°光沢 60°光沢ｐＨ１可３２６８４.５２優３４７１４.０３可３２６９５.０Ｃ−１優３２６８２.０Ｃ−２亀裂多し２９２.５Ｃ−４優１３３２５.０

【００３２】上記の結果は、本発明の要素のコーティン
グの表面ｐＨが、高い光沢を維持し、かつ、許容できる
外観を有しつつ、Ｃ−１のレベルから上昇したことを示
している。これとは対照的に、Ｃ−２は亀裂がひどく、
光沢も低かった。一方、Ｃ−４もまた光沢が低かった。

【００３３】濃度試験カタログ番号T008201のインクを用いEpson Stylus(商
標)Photo 870を使用してインク塗被量100％でシアンパ
ッチの試験画像を印刷した。周囲の温度及び湿度で２４
時間乾燥させた後、ミノルタ製比色計でシアンパッチの
色を測定した。ａ^*値及びｂ^*値が該パッチの色相を記述
する。ａ^*値が負側に大きくなると色相はより緑色に近
くなり、一方、ｂ^*値が負側に大きくなると色相はより
青色に近くなる。以下の結果が得られた。

【００３４】表２記録要素ａ^*値ｂ^*値１ -26.37 -57.76 ２ -30.81 -52.77 ３ -26.62 -57.17 Ｃ−１ -36.59 -46.38 Ｃ−４ -34.61 -56.26

【００３５】上記の結果は、本発明の記録要素のシアン
パッチは、ｐＨ調整されていない対照要素Ｃ−１と比較
して、より青く（ｂ^*値が負側に大きい）見えることを
示している。（対照要素Ｃ−４は許容できる青色を示
し、これを基準に使用した。）

【００３６】

【発明の効果】本発明によると、色素系インクで印刷し
たときに、色相が良好となり、かつ、光沢が高くなる、
そのような多孔質インクジェット式記録要素が提供され
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アレクサンドラディー．バーメルアメリカ合衆国，ニューヨーク 14534, ピッツフォード，オールドストーンフィールド 85 (72)発明者コリンマーティンアメリカ合衆国，ニューヨーク 14475, イオニア，エルトンロード 2130 Ｆターム(参考） 2C056 EA04 FC06 2H086 BA12 BA15 BA33 BA45 BA46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バインダー中に粒子を含む多孔質画像受
容性層を支持体上に有してなるインクジェット式記録要
素であって、該粒子の一次粒径は７〜４０nmの範囲内に
あり、該粒径は凝集により最大３００nmまで大きくなる
ことができ、該画像受容性層は酸性の水分散液から塗布
されたものであり、該記録要素は該支持体と該多孔質画
像受容性層との間に下塗層を有し、そして、該下塗層
は、該画像受容性層の表面ｐＨをｐＨ単位で２以上上昇
させることができる塩基性材料を含むことを特徴とする
インクジェット式記録要素。