JP2004001239A - インクジェット記録用紙 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真画質のプリントを形成するインクジェット記録用紙に関し、詳しくは、高いインク吸収性を有し、高湿下でのインクの滲み耐性に優れ、かつ高画質なインクジェット記録用紙に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インクジェット記録材料は、急速にその画質向上が図られ、写真画質に迫りつつある。特に、写真画質に匹敵する画質をインクジェット記録で達成するために、インクジェット記録用紙(以下、単に記録用紙ともいう)の面からもその改良が進んでおり、高平滑性の支持体上に微粒子と親水性ポリマーからなる微小な空隙層を設けた空隙型の記録用紙は、高い光沢を有し、鮮やかな発色を示し、インク吸収性及び乾燥性に優れていることから、最も写真画質に近いものの一つになりつつある。特に、非吸水性支持体を使用した場合は、吸水性支持体に見られるようなプリント後のコックリング、いわゆる「しわ」の発生がなく、高平滑な表面を維持できるため、より高品位なプリントを得ることができる。
【0003】
インクジェット記録は、一般に、水溶性染料インクを用いる場合と顔料インクを用いる場合とに大きく分けられる。顔料インクは、画像の耐久性が高いが、画像状に光沢が変化しやすく、その結果、写真画質に近いプリントを得にくく、一方、水溶性染料インクを用いると、画像の鮮明性が高く、かつ均一な表面光沢を有する写真画質に匹敵するカラープリントが得られる。
【0004】
しかしながら、この水溶性染料は親水性が高いため、滲みが発生したり耐水性が劣るという欠点を有している。すなわち、画像記録後に、高湿下で長期間保存したり、プリント面上に水滴が付着した場合、染料が滲みやすい。
【0005】
この問題を解決するため、一般には、カチオン性物質のような染料固着性物質を多孔質層中に添加しておくことが行われている。例えば、カチオン性ポリマーを用いてアニオン性の染料と結合させ、強固に不動化する方法が好ましく用いられている。このようなカチオン性ポリマーとしては、4級アンモニウム塩の重合物等があげられ、例えば、「インクジェットプリンター技術と材料」(株式会社シーエムシー発行 1998年7月)や特開平9−193532号の従来技術に記載されている。また、水溶性の多価金属イオンを予めインクジェット記録用紙中に添加しておき、インクジェット記録時に染料を凝集固着させて不動化させる方法も提案されている。
【0006】
ジルコニウム原子やアルミニウム原子を含有する化合物をインクジェット記録用紙に用いることは既に知られている。例えば、特開昭55−53591号、同55−150396号、同56−867789号、同58−89391号および同58−94491号には、水溶性染料と結合して難溶性塩を形成する水溶性多価金属塩を添加したインクジェット記録用紙が開示されている。また、特開昭60−67190号、同61−10484号、および同61−57379号には、カチオン性ポリマーと水溶性多価金属塩を添加したインクジェット記録用紙が開示されている。また、特開昭60−257286号には、塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物を含有したインクジェット記録用紙が開示されている。また、特開平10−258567号には、親水性高分子と4A族元素含有水溶性化合物を併用する方法が、特開平10−309862号には親水性高分子と多価カルボン酸にジルコニル化合物を併用する方法が開示されている。さらに、ジルコニウム元素を含む化合物に関しては、特開平4−7189号に多孔性顔料と酸塩化ジルコニウム化合物を用いた方法が開示されている。同公報には、酸塩化ジルコニウム塩の添加により、比較的少量のバインダーで接着強度が得られ、画質向上が図れたと記載されている。また、特開平6−32046号には、ジルコニウム化合物をシリカと変性ポリビニルアルコールと組み合わせた方法が開示されている。さらに、欧州特許第754,560号には、水溶性バインダー、顔料、ジルコニウム化合物、カチオン性ポリマーを併用する方法が開示されている。
【0007】
しかしながら、上記のような水溶性多価金属塩を含有させた場合の滲み耐性は、インク中の染料、溶媒の種類等が広範囲に亘り異なる種々のインクに対して十分な効果が得られる訳ではないことが判明し、更なる滲み耐性の向上が必要とされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、その目的は、染料インクの種類に依らず、プリント画像を保存したときの滲み耐性に優れたインクジェット記録用紙を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
【0010】
1.非吸水性支持体上に、無機微粒子、バインダー、多価金属化合物、カチオン性ポリマーを含有する多孔質層をインク受容層として有するインクジェット記録用紙において、該カチオン性ポリマーの少なくとも1種が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリマーであり、該多価金属化合物がアルミニウム原子を有する多価金属無機ポリマーであることを特徴とするインクジェット記録用紙。
【0011】
2.非吸水性支持体上に、無機微粒子、バインダー、多価金属化合物、カチオン性ポリマーを含有する多孔質層をインク受容層として有するインクジェット記録用紙において、該カチオン性ポリマーの少なくとも1種が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリマーであり、該多価金属化合物がジルコニウム原子を有する多価金属無機ポリマーであることを特徴とするインクジェット記録用紙。
【0012】
3.前記多価金属化合物が、ポリ塩化アルミニウム化合物またはポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物であることを特徴とする前記1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0013】
4.前記多価金属化合物が、ジルコニウム活性無機ポリマーであることを特徴とする前記2項に記載のインクジェット記録用紙。
【0014】
5.前記無機微粒子が、シリカ微粒子であることを特徴とする前記1〜4項のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0015】
6.前記無機微粒子の一次平均粒径が、3〜100nmであることを特徴とする前記1〜5項のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0016】
7.前記バインダーが、ポリビニルアルコールであることを特徴とする前記1〜6項のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0017】
8.前記インク受容層が、架橋剤を含有することを特徴とする前記1〜7項のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0018】
本発明者らは、上記課題に対し鋭意検討を行った結果、無機微粒子、バインダー、特定のカチオン性ポリマー、及びジルコニウムまたはアルミニウム原子を有する特定の化合物とを含有させることで、染料インク中に含まれる染料、水溶性有機溶剤の種類や量の異なる様々な染料インクに対して、プリント後の滲み耐性を大きく改良することができることを見いだし、本発明に至った次第である。
【0019】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
(カチオン性ポリマー)
本発明に係るカチオン性ポリマーについて説明する。
【0020】
本発明においては、カチオン性ポリマーの少なくとも1種が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマーであることが特徴である。
【0021】
前記一般式(1)において、Rで表されるアルキル基としては、メチル基が好ましい。R1、R2及びR3で表されるアルキル基は、好ましくはメチル基、エチル基、またはベンジル基である。Jで表される2価の有機基としては、好ましくは−CON(R′)−を表す。R′は水素原子またはアルキル基を表す。
【0022】
Xで表されるアニオン基は、例えば、ハロゲンイオン、酢酸イオン、メチル硫酸イオン、p−トルエンスルホン酸塩などを挙げることができる。
【0023】
好ましいカチオン性ポリマーは、前記一般式(1)で表される繰り返し単位からなるホモポリマーであってもよく、他の共重合可能な単量体との共重合であってもよい。共重合可能な繰り返し単位としては、前記一般式(1)以外のカチオン性単量体および、カチオン性基を有しない単量体を挙げることができる。
【0024】
カチオン性基を有する単量体としては、例えば、下記の繰り返し単位を挙げることができる。
【0025】
【化2】
【0026】
カチオン性基を有しない共重合可能な繰り返し単位としては、例えば、エチレン、スチレン、ブタジエン、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、オクチルアクリレート、ヒドロキシルエチルメタクリレート、アクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルメチルエーテル、塩化ビニル、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール、アクリルニトリルなどを挙げることができる。
【0027】
本発明に係るカチオン性ポリマーが、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する場合、前記一般式(1)で表される繰り返し単位は、好ましくは20モル%以上、特に好ましくは40〜100モル%である。
【0028】
本発明に係る一般式(1)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマーの具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0029】
【化3】
【0030】
【化4】
【0031】
【化5】
【0032】
上記カチオン性ポリマーの重量平均分子量は、概ね3000〜20万であり、好ましくは5000〜10万である。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーから求められたポリエチレングリコール換算の値で表す。
【0033】
本発明に係る一般式(1)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマー以外にも、本発明の記録用紙のインク吸収層に、他のカチオン性ポリマーを併用することには特に制限はなく、インクジェット記録用紙で従来公知のカチオン性ポリマーが挙げられ、その中でも第4級アンモニウム塩基を有するカチオン性ポリマーが好ましい。例えば、特開昭57−64591号に記載のグアニジル基を有するカチオン性ポリマー、特開昭59−20696号に記載のジメチルジアリルアンモニウムクロライド、特開昭59−33176号に記載のポリアミンスルホン類、特開昭63−115780号の(メタ)アクリル酸アルキル第4級アンモニウム塩または(メタ)アクリルアミドアルキル第4級アンモニウム塩型カチオン性ポリマー、特開昭64−9776号および同64−75281号に記載のジメチルアリルアンモニウムクロライドとアクリルアミドの共重合ポリマー、特開平3−133686号に記載の繰り返し単位中に第4級窒素原子を2個以上含有するカチオン性ポリマー、特開平4−288283号に記載の第4級アンモニウム塩基を有するポリビニルピロリドン、特開平6−92010号および同6−234268号に記載の2級アミンとエピハロヒドリンとの反応により得られるカチオン性ポリマー、国際特許公開99−64248号に記載のポリスチレン型カチオン性ポリマー、特開平11−348409号に記載の2種以上のカチオン性基を有する繰り返し単位からなるカチオン性ポリマーなどを挙げることができる。
【0034】
本発明に係るカチオン性ポリマーの使用量は、記録用紙1m2当たり、概ね0.1〜10g、好ましくは0.2〜5gである。
【0035】
(多価金属化合物)
本発明に係る多価金属化合物は、アルミニウム原子またはジルコニウム原子を有する多価金属無機ポリマーであることが必要であり、その中でも、ポリ塩化アルミニウム化合物、ポリ硫酸アルミニウム化合物、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物、またはジルコニウム活性無機ポリマーであることが好ましく、ポリ塩化アルミニウム化合物、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物であることがより好ましい。
【0036】
ポリ塩化アルミニウム化合物は、一般式〔Al2(OH)nCl6−n〕m、〔Al(OH)3〕n・AlCl3で示されるものであり、例えば、〔Al6(OH)15〕3+、〔Al8(OH)20〕4+、〔Al13(OH)34〕5+などのような塩基性で、かつ高い陽電子を持った多核縮合イオン(高分子性)を有効成分として、安定に含んでいるポリ塩化アルミニウムである。
【0037】
ポリ塩化アルミニウム化合物の市販品としては、例えば、多木化学(株)製のポリ塩化アルミニウム(PAC)、浅田化学(株)製のポリ水酸化アルミニウム(Paho)、(株)理研グリーン製のピュラケムWTが挙げられる。
【0038】
また、ポリ硫酸アルミニウム化合物は、一般式〔Al2(OH)n(SO4)6−n/2〕m(ただし、0<n<6)で表されるものであり、市販品としては浅田化学(株)製の塩基性硫酸アルミニウム(AHS)が挙げられる。
【0039】
ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物の市販品としては、日本軽金属(株)製のPASSが挙げられる。
【0040】
酸塩化ジルコニウム系無機ポリマーの市販品としては、第一希元素化学工業(株)製のジルコゾールZC−2を挙げることができる。
【0041】
上記ジルコニウム原子またはアルミニウム原子を含む化合物は、インク吸収層を形成する塗布液に添加してから塗布乾燥しても良いし、多孔質層を一旦塗布乾燥した後、インク吸収層にオーバーコート法により添加しても良い。
【0042】
上記ジルコニウム原子またはアルミニウム原子を含む化合物を、インク吸収層を形成する塗布液に添加する場合、水や有機溶媒あるいはこれらの混合溶媒に均一に溶解して添加すること、あるいはサンドミルなどの湿式粉砕法や乳化分散などの方法により微細な粒子に分散して添加することができる。インク吸収層が複数の層から構成される場合には、1層のみ添加してもよく、2層以上の層あるいは全ての層を形成する塗布液に添加することもできる。
【0043】
また、多孔質インク吸収層を一旦形成した後、オーバーコート方法により添加する場合には、均一な溶液に溶解して添加するのが好ましい。
【0044】
ジルコニウム原子またはアルミニウム原子を含む化合物は、インクジェット記録用紙1m2当たり、通常0.01〜5g、好ましくは0.05〜2g、特に好ましくは0.1〜1gの範囲で用いられる。
【0045】
上記化合物は2種以上を併用しても良く、この場合、ジルコニウム原子を含む化合物を2種以上を併用することも、アルミニウム原子を含む化合物を2種以上併用することも、更には、ジルコニウム原子とアルミニウム原子を含む化合物を併用することもできる。
【0046】
(無機微粒子)
次に、本発明に用いられる無機微粒子について説明する。
【0047】
無機微粒子の例としては、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料等を挙げることが出来る。その様な無機微粒子は、一次粒子のまま用いても、また、二次凝集粒子を形成した状態で使用することもできる。
【0048】
本発明においては、特に、微細な空隙が形成出来る観点から、シリカまたは擬ベーマイトが好ましく、特に、一次平均粒径が3〜100nmの気相法により合成されたシリカが好ましい。
【0049】
無機微粒子の一次平均粒径は、粒子そのものあるいは空隙層の断面や表面を電子顕微鏡で観察し、100個の任意の粒子の粒径を求め、その単純平均値(個数平均)として求められる。ここで、個々の粒径はその投影面積に等しい円を仮定した時の直径で表したものである。
【0050】
上記無機微粒子の使用量は、記録用紙1m2当たり概ね3〜30g、好ましくは5〜25gである。
【0051】
(バインダー)
インク吸収層に用いられるバインダーとしては、疎水性バインダーまたは親水性バインダーが用いられるが、好ましくは親水性バインダーである。
【0052】
親水性バインダーとしては、例えば、ゼラチン(アルカリ処理ゼラチン、酸処理ゼラチン、アミノ機をフェニルイソシアネートや無水フタル酸等で封鎖した誘導体ゼラチンなど)、ポリビニルアルコール(平均重合度が300〜5000、ケン化度が80〜99.5%が好ましい)、ポリビニルピロリドン、ポリエチオレンオキシド、ヒドロキシルエチルセルロース、寒天、プルラン、デキストラン、アクリル酸、カルボキシメチルセルロース、カゼイン、アルギン酸等が挙げられ、2種類以上を併用することもできる。これらの中、好ましい親水性ポリマーはポリビニルアルコールである。
【0053】
ポリビニルアルコールは、酢酸ビニルを加水分解して得られ、本発明では平均重合度が300以上のものが好ましく用いられ、特に平均重合度が1000〜5000のものが好ましく用いられる。また、ケン化度は70〜100%のものが好ましく、80〜99.5%のものが特に好ましい。
【0054】
このポリビリルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
【0055】
ポリビニルアルコールは、重合度や変性の種類違いなど2種類以上を併用することもできる。
【0056】
上記無機微粒子の使用量は、親水性バインダーに対して質量比で概ね1.5〜12倍であり、好ましくは2〜10倍、特に好ましくは3〜8倍である。
【0057】
(架橋剤)
親水性バインダーとしてポリビニルアルコールを使用する場合、空隙層中には皮膜の造膜性を改善し、また皮膜の耐水性や強度を高めるために、架橋剤としてほう酸またはその塩が含有されることが好ましい。
【0058】
ほう酸またはその塩としては、硼素原子を中心原子とする酸素酸およびその塩のことを示し、具体的にはオルトほう酸、メタほう酸、次ほう酸、四ほう酸、五ほう酸およびそれらの塩が含まれる。
【0059】
ホウ酸またはその塩の使用量は、塗布液の無機微粒子や親水性バインダーの量により広範に変わり得るが、親水性バインダーに対して概ね1〜60質量%、好ましくは5〜40質量%である。
【0060】
ホウ酸またはその塩は、本発明に用いられる多孔質層形成用の水溶性塗布液を塗布する際に、該塗布液中に添加してもよく、あるいは架橋剤を含まない多孔質層形成用の水溶性塗布液を塗布、乾燥した後、架橋剤を含有する溶液をオーバーコートするなどして供給することができる。
【0061】
上記ホウ酸に加えて、他の架橋剤を併用することもできる。そのような架橋剤としては、例えば、エポキシ系架橋剤(例えば、ジグリシジルエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ジグリシジルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等)、アルデヒド系架橋剤(例えば、ホルムアルデヒド、グリオキザール等)、活性ハロゲン系架橋剤(例えば、2,4−ジクロロ−4−ヒドロキシ−1,3,5−s−トリアジン等)、活性ビニル系化合物(例えば、1,3,5−トリスアクリロイル−ヘキサヒドロ−s−トリアジン、ビスビニルスルホニルメチルエーテル等)、アルミ明礬、イソシアネート系化合物等が挙げられる。
【0062】
架橋剤の使用量は、親水性バインダーの種類、架橋剤の種類、微粒子の種類や親水性バインダーに対する比率等により変化するが、例えば、親水性バインダーとしてポリビニルアルコールを用いる場合には、通常、ポリビニルアルコール1g当たり5〜500mg、好ましくは10〜300mgである。
【0063】
本発明のインクジェット記録用紙のインク吸収層には上記以外の各種の添加剤を添加することができ、例えば、特開昭57−74193号公報、同57−87988号公報及び同62−261476号公報に記載の紫外線吸収剤、アニオン、カチオンまたは非イオン性の各種界面活性剤、特開昭59−42993号公報、同59−52689号公報、同62−280069号公報、同61−242871号公報および特開平4−219266号公報等に記載されている蛍光増白剤、消泡剤、ジエチレングリコール等の潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤、マット剤等の公知の各種添加剤を含有させることもできる。
【0064】
(支持体)
次に、本発明のインクジェット記録用紙に用いられる支持体について説明する。
【0065】
本発明のインクジェット記録用紙の支持体は、非吸水性の支持体である。吸水性支持体を用いた場合、ジルコニウムまたはアルミニウム原子を含む化合物がインク吸収層を形成する際、またはその後の保存時に支持体中に拡散して本発明の効果を十分に発揮することができない。
【0066】
本発明に用いられる非吸水性支持体としては、プラスチック樹脂フィルム支持体、あるいは紙の両面をプラスチック樹脂フィルムで被覆した支持体が挙げられる。プラスチック樹脂フィルム支持体としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、セルローストリアセテートフィルム、ポリスチレンフィルムあるいはこれらの積層したフィルム支持体等が挙げられる。これらのプラスチック樹脂フィルムは、透明または半透明なものも使用できる。
【0067】
本発明においては、プリント時のコックリング(しわ)が発生しない非吸水性支持体が好ましく、特に好ましい支持体は、紙の両面をプラスチック樹脂で被覆した支持体であり、最も好ましいのは紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆した支持体である。
【0068】
以下、本発明で特に好ましい支持体である紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆した支持体について説明する。
【0069】
本発明に係る支持体で用いられる紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じて木材パルプに加えてポリプロピレン等の合成パルプあるいはナイロンやポリエステル等の合成繊維を用いて抄紙される。木材パルプとしてはLBKP、LBSP、NBKP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPのいずれも用いることができるが短繊維分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPをより多く用いることが好ましい。ただし、LBSP及び/またはLDPの比率は10〜70%が好ましい。上記パルプは、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸塩パルプ)が好ましく用いられ、また漂白処理を行って白色度を向上させたパルプも有用である。
【0070】
紙中には、例えば、高級脂肪酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン等の白色顔料、スターチ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の紙力増強剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール類等の水分保持剤、分散剤、4級アンモニウム等の柔軟化剤等を適宜添加することができる。
【0071】
抄紙に使用するパルプの濾水度は、CSFの規定で200〜500mlが好ましく、また、叩解後の繊維長がJIS P 8207に規定される24メッシュ残分と42メッシュ残分の和が30〜70%が好ましい。なお、4メッシュ残分は20%以下であることが好ましい。
【0072】
紙の坪量は50〜250gが好ましく、特に、70〜200gが好ましい。紙の厚さは50〜210μmが好ましい。
【0073】
紙は、抄紙段階または抄紙後にカレンダー処理して高平滑性を与えることもできる。紙密度は0.7〜1.2g/m2(JIS P 8118)が一般的である。更に原紙剛度はJIS P 8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。
【0074】
紙表面には表面サイズ剤を塗布しても良く、表面サイズ剤としては前記原紙中に添加できるのと同様のサイズ剤を使用できる。
【0075】
紙のpHは、JIS P 8113で規定された熱水抽出法により測定された場合、pH5〜9であることが好ましい。
【0076】
次に、この紙の両面を被覆するポリオレフィン樹脂について説明する。
この目的で用いられるポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンが挙げられるが、プロピレンを主体とする共重合体等のポリオレフィン類が好ましく、ポリエチレンが特に好ましい。
【0077】
以下、特に好ましいポリエチレンについて説明する。
紙表面及び裏面を被覆するポリエチレンは、主として低密度のポリエチレン(LDPE)及び/または高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他のLLDPEやポリプロピレン等も一部使用することができる。
【0078】
特に、塗布層側のポリオレフィン層は、ルチルまたはアナターゼ型の酸化チタンをその中に添加し、不透明度及び白色度を改良したものが好ましい。酸化チタン含有量はポリオレフィンに対して概ね1〜20%、好ましくは2〜15%である。
【0079】
ポリオレフィン層中には、白地の調整を行うための耐熱性の高い着色顔料や蛍光増白剤を添加することができる。
【0080】
着色顔料としては、例えば、群青、紺青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、マンガンブルー、セルリアン、タングステンブルー、モリブデンブルー、アンスラキノンブルー等が挙げられる。
【0081】
蛍光増白剤としては、例えば、ジアルキルアミノクマリン、ビスジメチルアミノスチルベン、ビスメチルアミノスチルベン、4−アルコキシ−1,8−ナフタレンジカルボン酸−N−アルキルイミド、ビスベンズオキサゾリルエチレン、ジアルキルスチルベン等が挙げられる。
【0082】
紙の表裏のポリエチレンの使用量は、インク吸収層の膜厚やバック層を設けた後で低湿及び高湿化でのカールを最適化するように選択されるが、一般にはポリエチレン層の厚さはインク吸収層側で15〜50μm、バック層側で10〜40μmの範囲である。表裏のポリエチレンの比率はインク受容層の種類や厚さ、中紙の厚み等により変化するカールを調整する様に設定されるのが好ましく、通常は表/裏のポリエチレンの比率は、厚みで概ね3/1〜1/3である。
【0083】
更に、上記ポリエチレンで被覆紙支持体は、以下(1)〜(7)の特性を有していることが好ましい。
【0084】
(1)引っ張り強さ:JIS P 8113で規定される強度で縦方向が19.6〜294N、横方向が9.8〜196Nであることが好ましい。
【0085】
(2)引き裂き強度:JIS P 8116で規定される強度で縦方向が0.20〜2.94N、横方向が0.098〜2.45Nが好ましい。
【0086】
(3)圧縮弾性率:9.8kN/cm2が好ましい。
(4)不透明度:JIS P 8138に規定された方法で測定したときに80%以上、特に85〜98%が好ましい。
【0087】
(5)白さ:JIS Z 8727で規定されるL*、a*、b*が、L*=80〜96、a*=−3〜+5、b*=−7〜+2であることが好ましい。
【0088】
(6)クラーク剛直度:記録用紙の搬送方向のクラーク剛直度が50〜300cm3/100である支持体が好ましい。
【0089】
(7)原紙中の水分は、中紙に対して4〜10%が好ましい。
(8)インク受容層を設ける光沢度(75度鏡面光沢度)は10〜90%が好ましい。
【0090】
本発明のインクジェット記録用紙のインク吸収層は、単一の層構成を有するインク吸収層であっても多層構成からなるインク吸収層であっても良いが、非吸水性支持体から最も離れたインク吸収層が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマーを少なくとも1種含有することが好ましい。
【0091】
(その他のインクジェット記録用紙の構成因子)
本発明のインクジェット記録用紙において、多孔質インク吸収層及び下引き層など必要に応じて適宜設けられる各種の層を支持体上に塗布する方法は、公知の方法から適宜選択して行うことができる。好ましい方法は、各層を構成する塗布液を支持体上に塗設して乾燥して得られる。この場合、2層以上を同時に塗布することもでき、特に全ての親水性バインダー層を1回の塗布で済ます同時塗布が好ましい。
【0092】
塗布方式としては、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法、カーテン塗布方法あるいは米国特許第2,681,294号記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法が好ましく用いられる。
【0093】
本発明のインクジェット記録用紙の記録面の膜面pHは、3.0〜7.5が好ましい。膜面pHが3.0以上であれば、インクジェットで記録した際に染料が析出して金属状に光沢が変化するいわゆるブロンジングを防止でき、また、膜面pHが7.5以下であれば、十分な滲み耐性を発揮することができる。
【0094】
本発明のインクジェット記録用紙の記録面の膜面pHの測定は、J.TAPPI紙パルプ試験方法No.49に記載の方法に従って、蒸留水を用い、30秒後に測定する方法で求めることができる。
【0095】
本発明において、記録面の膜面pHは、記録面を形成する塗工液のpHを調整することにより所定の範囲にすることができる。また、記録面を形成した後、適当なpH調整剤をオーバーコートすることにより所定の範囲にすることもできる。pH調整剤としては適当な酸やアルカリの水溶液を用いることもでき、この場合、使用する酸やアルカリの種類、濃度は、調整するpHの幅によって適宜選択することができる。
【0096】
なお、本発明のインクジェット記録用紙は、特に水溶性染料インクを用いたインクジェット記録において特に効果が大きいが、顔料インクを用いたインクジェット記録でも使用することが出来る。
【0097】
本発明のインクジェット記録用紙を用いて画像記録する際には、水性インクを用いた記録方法が好ましく用いられる。
【0098】
上記水性インクとは、下記着色剤及び溶媒、その他の添加剤を有する記録液体である。着色剤としては、インクジェットで公知の直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料あるいは食品用色素等の水溶性染料あるいは水分散性顔料が使用できる。
【0099】
水性インクの溶媒としては、水及び水溶性の各種有機溶剤、例えば、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトンアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、トリエタノールアミン等の多価アルコール類;エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類等が挙げられる。中でも、ジエチレングリコール、トリエタノールアミンやグリセリン等の多価アルコール類、トリエチレングリコールモノブチルエーテルの多価アルコールの低級アルキルエーテル等は好ましいものである。
【0100】
その他の水性インクの添加剤としては、例えば、pH調節剤、金属封鎖剤、防カビ剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、湿潤剤、界面活性剤及び防錆剤、等が挙げられる。
【0101】
水性インク液は、記録用紙に対する濡れ性を良好にするために、20℃において、通常、0.025〜0.06N/m、好ましくは0.03〜0.05N/mの範囲内の表面張力を有するのが好ましい。上記インクのpHは、好ましくは5〜10であり、特に好ましくは6〜9である。
【0102】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されない。なお、実施例中で記載の「%」は、特に断りのない限り質量%を表す。
【0103】
実施例1
《インクジェット記録用紙の作製》
(支持体1の作製)
含水率が6%、坪量が200g/m2の写真用原紙の裏面側に、押し出し塗布法により密度が0.92の低密度ポリエチレンを35μmの厚さで塗布した。次いで、表面側にアナターゼ型酸化チタンを5.5%含有する、密度が0.92の低密度ポリエチレンを40μmの厚さで押し出し塗布法で塗布して、両面をポリエチレンで被覆した支持体1を作製した。表側にコロナ放電を行いポリビニルアルコールからなる下引き層を0.03g/m2、裏面にもコロナ放電を行った後ラテックス層を0.12g/m2になるように塗布した。
【0104】
(シリカ分散液−1の調製)
1次粒子の平均粒径が約0.014μmの気相法シリカ(トクヤマ製:レオロシールQS−20)125Kgを、三田村理研工業株式会社製のジェットストリーム・インダクターミキサーTDSを用い、硝酸でpHを3.0に調整した620Lの純水中に室温で吸引分散した後、UvitexNFWliquid(チバスペシャリティーケミカル)1.5Lを撹拌分散しながら添加した後、全量を694Lに純水で仕上げた。この分散液を希釈して、無機微粒子の電子顕微鏡写真を撮影したところ、殆どの粒子が0.02μm以下のサイズであり、一次粒子まで分散されていることを確認した。
【0105】
(シリカ分散液−2の調製)
カチオン性ポリマー(例示化合物P−1)を1.63Kg、エタノールを2.2L、n−プロパノールを1.5L含有する水溶液(pH=3.0)18Lに、上記シリカ分散液−1の69.4Lを攪拌しながら添加し、次いで、ホウ酸275gとホウ砂165gを含有する水溶液7.0Lを添加し、更に、消泡剤SN381(サンノプコ株式会社製)を1g添加した。この混合液を三和工業株式会社製高圧ホモジナイザーで分散し、全量を純水で97Lに仕上げてシリカ分散液−2を調製した。このシリカ分散液−2を希釈して透明な支持体上に塗布し、電子顕微鏡で観察した結果、平均粒径が約50nm(二次粒子)のサイズであった。
【0106】
(塗布液−1の調製)
次いで、上記のようにして得られたシリカ分散液−2を使用して、下記の塗布液を調製した。
【0107】
シリカ分散液−2の650mLを40℃で攪拌しながら、以下の添加剤を順次混合した。
【0108】
1:ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA203)
の10%水溶液 6ml
2:ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA235)
の5%水溶液 260ml
3:ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA245)
の5%水溶液 95ml
4:界面活性剤(S−1)30%溶液 4ml
5:アニオン性蛍光増白剤(チバスペシャリティーケミカルズ製;UVITE
X NFW LIQUID9)の10%液 10ml
純水で全量を1000mlに仕上げた。塗布液のpHは約4.5であった。
【0109】
【化6】
【0110】
(記録用紙101の作製)
前記作製した支持体1に、上記塗布液−2を湿潤膜厚が140μmになるように塗布し、約7℃に一度冷却した後に、20〜65℃の風を吹き付けて乾燥して、記録用紙101を作製した。
【0111】
(記録用紙102の作製)
上記記録用紙101に、硝酸アルミニウム水溶液を固形分付量として1.0g/m2になるようにオーバーコートして、記録用紙102を作製した。
【0112】
(記録用紙103の作製)
上記記録用紙101に、ポリ塩化アルミニウム化合物(多木化学工業(株)製PAC250A、酸化アルミニウム(Al2O3)換算濃度=10%)を固形分付量が1.0g/m2になるようにオーバーコートして、記録用紙103を作製した。
【0113】
(記録用紙104の作製)
上記記録用紙101に、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物(日本軽金属(株)製PASS、示唆式〔Al(OH)1.5(SO4)0.75(SiO2)0.04〕、(Al2O3)換算濃度=8.5%)を固形分付量が1.0g/m2になるようにオーバーコートして、記録用紙104を作製した。
【0114】
(記録用紙105の作製)
上記記録用紙101に、酸塩化ジルコニウム系無機ポリマー(第一希元素化学工業(株)製ZC−2)を固形分付量が1.0g/m2になるようにオーバーコートし、記録用紙105を作製した。
【0115】
(記録用紙106〜109の作製)
記録用紙102〜105の作製において、シリカ分散液−2のカチオン性ポリマー(P−1)を、カチオン性ポリマー(HP−1)に変更した以外は同様にして、記録用紙106〜109を作製した。
【0116】
【化7】
【0117】
(記録用紙110〜113の作製)
記録用紙102〜105の作製において、シリカ分散液−2のカチオン性ポリマー(P−1)を、カチオン性ポリマー(HP−2)に変更した以外は同様にして、記録用紙110〜113を作製した。
【0118】
【化8】
【0119】
《画像印字及び滲み耐性の評価》
得られた各インクジェット記録用紙について、以下の方法で従って、滲み耐性を評価した。
【0120】
〔滲み耐性Aの評価〕
下記の方法により調製したイエロー(Y)インク、マゼンタ(M)インク、シアン(C)インク、ブラック(K)インクをピエゾ型ヘッドを搭載したデスクトップ型インクジェットプリンターに装填し、23℃、55%の環境下で、グレーのベタ画像上にY、M、Cの各細線(幅0.085mm)、マゼンダのベタ画像上にKの細線のある画像をプリントし、15分間自然放置により乾燥した後、透明クリアファイルに挿入した。このクリアファイルを、50℃、80%RHの環境下で1週間の画像保存処理を行って、その細線の線幅の増大率を下式により求めた。
【0121】
増幅率=(画像保存処理後の線幅)/(画像保存処理前の線幅)
以上により求めた増幅率を滲み耐性の尺度とし、下記の基準に則り評価を行った。
【0122】
◎:増幅率が1〜1.2倍
○:増幅率が1.21〜1.4倍
△:増幅率が1.41〜1.6倍
×:増幅率が1.61倍以上
(インク調製1)
〈イエローインク1〉
C.I.Acid Yellow23 3質量%
ジエチレングリコール 25質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈マゼンタインク1〉
C.I.Direct Red227 3質量%
ジエチレングリコール 29質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈シアンインク1〉
C.I.Direct Blue199 3質量%
ジエチレングリコール 25質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈ブラックインク1〉
C.I.Food Black2 4質量%
ジエチレングリコール 25質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〔滲み耐性Bの評価〕
上記滲み耐性Aの評価において、インク調製1で調製した各色インク1に代えて、下記のインク調製2で調製したイエローインク2、マゼンタインク2、シアンインク2、ブラックインク2を用いた以外は同様にして、滲み耐性を評価した。
【0123】
(インク調製2)
〈イエローインク2〉
C.I.Acid Yellow23 3質量%
ジエチレングリコール 35質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.1質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈マゼンタインク2〉
C.I.Acid Red249 3質量%
ジエチレングリコール 40質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈シアンインク2〉
C.I.Acid Blue9 3質量%
ジエチレングリコール 35質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.1質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈ブラックインク2〉
C.I.Food Black1 4質量%
ジエチレングリコール 35質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〔滲み耐性Cの評価〕
上記滲み耐性Aの評価において、インク調製1で調製した各色インク1に代えて、下記のインク調製3で調製したイエローインク3、マゼンタインク3、シアンインク3、ブラックインク3を用いた以外は同様にして、滲み耐性を評価した。
【0124】
(インク調製3)
〈イエローインク3〉
C.I.Acid Yellow23 3質量%
エチレングリコール 20質量%
グリセリン 5質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈マゼンタインク3〉
C.I.Acid Red249 3質量%
エチレングリコール 20質量%
グリセリン 9質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈シアンインク3〉
C.I.Acid Blue9 3質量%
エチレングリコール 20質量%
グリセリン 5質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈ブラックインク〉
C.I.Food Black2 4質量%
エチレングリコール 20質量%
グリセリン 5質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
以上により得られた、各滲み耐性の評価結果を表1に示す。
【0125】
【表1】
【0126】
表1から明らかなように、本発明の記録用紙は、比較例に対して、インク中の染料、溶剤の種類や含有量、活性剤の影響に拘わらず、広範囲な染料インクに対して優れた滲み耐性を有していることが分かる。
【0127】
実施例2
《インクジェット記録用紙の作製》
(記録用紙201、202の作製)
実施例1に記載の記録用紙106の作製において、シリカ分散液−2の調製で用いたカチオン性ポリマー(P−1)を、表2に記載のカチオン性ポリマー(P−3)、(P−9)に変更した以外は同様にして、記録用紙201、202を作製した。
【0128】
(記録用紙203の作製)
実施例1に記載の記録用紙101の作製において、塗布液−1の調製で、塗布液を仕上げる前に、ポリ塩化アルミニウム化合物(多木化学工業(株)製PAC250A、酸化アルミニウム(Al2O3)換算濃度=10%)を34mlを加えた以外は同様にして、記録用紙203を作製した。
【0129】
(記録用紙204の作製)
実施例1に記載の記録用紙101の作製において、塗布液−1の調製で、塗布液を仕上げる前に、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物(日本軽金属(株)製PASS、示唆式〔Al(OH)1.5(SO4)0.75(SiO2)0.04〕、(Al2O3)換算濃度=8.5%)40mlを加えた以外は同様にして、記録用紙204を作製した。
【0130】
《画像印字及び滲み耐性の評価》
以上により得られた各インクジェット記録用紙について、実施例1に記載の方法と同様にして画像印字を行った後、各滲み耐性の評価を行い、得られた結果を表2に示す。
【0131】
【表2】
【0132】
表2より明らかなように、本発明の記録用紙は、本発明に係るカチオン性ポリマーの種類に依らず、滲み耐性が良好であり、また、本発明に係る無機多価金属ポリマーの添加方法に依らず、良好な結果が得られることが分かる。
【0133】
【発明の効果】
本発明により、水溶性染料インク中の染料、溶剤、活性剤の異なる広範囲にわたるいかなる染料インクに対しても、プリント画像を保存したときの滲み耐性に優れたインクジェット記録用紙を提供することができた。
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真画質のプリントを形成するインクジェット記録用紙に関し、詳しくは、高いインク吸収性を有し、高湿下でのインクの滲み耐性に優れ、かつ高画質なインクジェット記録用紙に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インクジェット記録材料は、急速にその画質向上が図られ、写真画質に迫りつつある。特に、写真画質に匹敵する画質をインクジェット記録で達成するために、インクジェット記録用紙(以下、単に記録用紙ともいう)の面からもその改良が進んでおり、高平滑性の支持体上に微粒子と親水性ポリマーからなる微小な空隙層を設けた空隙型の記録用紙は、高い光沢を有し、鮮やかな発色を示し、インク吸収性及び乾燥性に優れていることから、最も写真画質に近いものの一つになりつつある。特に、非吸水性支持体を使用した場合は、吸水性支持体に見られるようなプリント後のコックリング、いわゆる「しわ」の発生がなく、高平滑な表面を維持できるため、より高品位なプリントを得ることができる。
【0003】
インクジェット記録は、一般に、水溶性染料インクを用いる場合と顔料インクを用いる場合とに大きく分けられる。顔料インクは、画像の耐久性が高いが、画像状に光沢が変化しやすく、その結果、写真画質に近いプリントを得にくく、一方、水溶性染料インクを用いると、画像の鮮明性が高く、かつ均一な表面光沢を有する写真画質に匹敵するカラープリントが得られる。
【0004】
しかしながら、この水溶性染料は親水性が高いため、滲みが発生したり耐水性が劣るという欠点を有している。すなわち、画像記録後に、高湿下で長期間保存したり、プリント面上に水滴が付着した場合、染料が滲みやすい。
【0005】
この問題を解決するため、一般には、カチオン性物質のような染料固着性物質を多孔質層中に添加しておくことが行われている。例えば、カチオン性ポリマーを用いてアニオン性の染料と結合させ、強固に不動化する方法が好ましく用いられている。このようなカチオン性ポリマーとしては、4級アンモニウム塩の重合物等があげられ、例えば、「インクジェットプリンター技術と材料」(株式会社シーエムシー発行 1998年7月)や特開平9−193532号の従来技術に記載されている。また、水溶性の多価金属イオンを予めインクジェット記録用紙中に添加しておき、インクジェット記録時に染料を凝集固着させて不動化させる方法も提案されている。
【0006】
ジルコニウム原子やアルミニウム原子を含有する化合物をインクジェット記録用紙に用いることは既に知られている。例えば、特開昭55−53591号、同55−150396号、同56−867789号、同58−89391号および同58−94491号には、水溶性染料と結合して難溶性塩を形成する水溶性多価金属塩を添加したインクジェット記録用紙が開示されている。また、特開昭60−67190号、同61−10484号、および同61−57379号には、カチオン性ポリマーと水溶性多価金属塩を添加したインクジェット記録用紙が開示されている。また、特開昭60−257286号には、塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物を含有したインクジェット記録用紙が開示されている。また、特開平10−258567号には、親水性高分子と4A族元素含有水溶性化合物を併用する方法が、特開平10−309862号には親水性高分子と多価カルボン酸にジルコニル化合物を併用する方法が開示されている。さらに、ジルコニウム元素を含む化合物に関しては、特開平4−7189号に多孔性顔料と酸塩化ジルコニウム化合物を用いた方法が開示されている。同公報には、酸塩化ジルコニウム塩の添加により、比較的少量のバインダーで接着強度が得られ、画質向上が図れたと記載されている。また、特開平6−32046号には、ジルコニウム化合物をシリカと変性ポリビニルアルコールと組み合わせた方法が開示されている。さらに、欧州特許第754,560号には、水溶性バインダー、顔料、ジルコニウム化合物、カチオン性ポリマーを併用する方法が開示されている。
【0007】
しかしながら、上記のような水溶性多価金属塩を含有させた場合の滲み耐性は、インク中の染料、溶媒の種類等が広範囲に亘り異なる種々のインクに対して十分な効果が得られる訳ではないことが判明し、更なる滲み耐性の向上が必要とされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、その目的は、染料インクの種類に依らず、プリント画像を保存したときの滲み耐性に優れたインクジェット記録用紙を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
【0010】
1.非吸水性支持体上に、無機微粒子、バインダー、多価金属化合物、カチオン性ポリマーを含有する多孔質層をインク受容層として有するインクジェット記録用紙において、該カチオン性ポリマーの少なくとも1種が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリマーであり、該多価金属化合物がアルミニウム原子を有する多価金属無機ポリマーであることを特徴とするインクジェット記録用紙。
【0011】
2.非吸水性支持体上に、無機微粒子、バインダー、多価金属化合物、カチオン性ポリマーを含有する多孔質層をインク受容層として有するインクジェット記録用紙において、該カチオン性ポリマーの少なくとも1種が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリマーであり、該多価金属化合物がジルコニウム原子を有する多価金属無機ポリマーであることを特徴とするインクジェット記録用紙。
【0012】
3.前記多価金属化合物が、ポリ塩化アルミニウム化合物またはポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物であることを特徴とする前記1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0013】
4.前記多価金属化合物が、ジルコニウム活性無機ポリマーであることを特徴とする前記2項に記載のインクジェット記録用紙。
【0014】
5.前記無機微粒子が、シリカ微粒子であることを特徴とする前記1〜4項のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0015】
6.前記無機微粒子の一次平均粒径が、3〜100nmであることを特徴とする前記1〜5項のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0016】
7.前記バインダーが、ポリビニルアルコールであることを特徴とする前記1〜6項のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0017】
8.前記インク受容層が、架橋剤を含有することを特徴とする前記1〜7項のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
【0018】
本発明者らは、上記課題に対し鋭意検討を行った結果、無機微粒子、バインダー、特定のカチオン性ポリマー、及びジルコニウムまたはアルミニウム原子を有する特定の化合物とを含有させることで、染料インク中に含まれる染料、水溶性有機溶剤の種類や量の異なる様々な染料インクに対して、プリント後の滲み耐性を大きく改良することができることを見いだし、本発明に至った次第である。
【0019】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
(カチオン性ポリマー)
本発明に係るカチオン性ポリマーについて説明する。
【0020】
本発明においては、カチオン性ポリマーの少なくとも1種が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマーであることが特徴である。
【0021】
前記一般式(1)において、Rで表されるアルキル基としては、メチル基が好ましい。R1、R2及びR3で表されるアルキル基は、好ましくはメチル基、エチル基、またはベンジル基である。Jで表される2価の有機基としては、好ましくは−CON(R′)−を表す。R′は水素原子またはアルキル基を表す。
【0022】
Xで表されるアニオン基は、例えば、ハロゲンイオン、酢酸イオン、メチル硫酸イオン、p−トルエンスルホン酸塩などを挙げることができる。
【0023】
好ましいカチオン性ポリマーは、前記一般式(1)で表される繰り返し単位からなるホモポリマーであってもよく、他の共重合可能な単量体との共重合であってもよい。共重合可能な繰り返し単位としては、前記一般式(1)以外のカチオン性単量体および、カチオン性基を有しない単量体を挙げることができる。
【0024】
カチオン性基を有する単量体としては、例えば、下記の繰り返し単位を挙げることができる。
【0025】
【化2】
【0026】
カチオン性基を有しない共重合可能な繰り返し単位としては、例えば、エチレン、スチレン、ブタジエン、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、オクチルアクリレート、ヒドロキシルエチルメタクリレート、アクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルメチルエーテル、塩化ビニル、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール、アクリルニトリルなどを挙げることができる。
【0027】
本発明に係るカチオン性ポリマーが、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する場合、前記一般式(1)で表される繰り返し単位は、好ましくは20モル%以上、特に好ましくは40〜100モル%である。
【0028】
本発明に係る一般式(1)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマーの具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0029】
【化3】
【0030】
【化4】
【0031】
【化5】
【0032】
上記カチオン性ポリマーの重量平均分子量は、概ね3000〜20万であり、好ましくは5000〜10万である。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーから求められたポリエチレングリコール換算の値で表す。
【0033】
本発明に係る一般式(1)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマー以外にも、本発明の記録用紙のインク吸収層に、他のカチオン性ポリマーを併用することには特に制限はなく、インクジェット記録用紙で従来公知のカチオン性ポリマーが挙げられ、その中でも第4級アンモニウム塩基を有するカチオン性ポリマーが好ましい。例えば、特開昭57−64591号に記載のグアニジル基を有するカチオン性ポリマー、特開昭59−20696号に記載のジメチルジアリルアンモニウムクロライド、特開昭59−33176号に記載のポリアミンスルホン類、特開昭63−115780号の(メタ)アクリル酸アルキル第4級アンモニウム塩または(メタ)アクリルアミドアルキル第4級アンモニウム塩型カチオン性ポリマー、特開昭64−9776号および同64−75281号に記載のジメチルアリルアンモニウムクロライドとアクリルアミドの共重合ポリマー、特開平3−133686号に記載の繰り返し単位中に第4級窒素原子を2個以上含有するカチオン性ポリマー、特開平4−288283号に記載の第4級アンモニウム塩基を有するポリビニルピロリドン、特開平6−92010号および同6−234268号に記載の2級アミンとエピハロヒドリンとの反応により得られるカチオン性ポリマー、国際特許公開99−64248号に記載のポリスチレン型カチオン性ポリマー、特開平11−348409号に記載の2種以上のカチオン性基を有する繰り返し単位からなるカチオン性ポリマーなどを挙げることができる。
【0034】
本発明に係るカチオン性ポリマーの使用量は、記録用紙1m2当たり、概ね0.1〜10g、好ましくは0.2〜5gである。
【0035】
(多価金属化合物)
本発明に係る多価金属化合物は、アルミニウム原子またはジルコニウム原子を有する多価金属無機ポリマーであることが必要であり、その中でも、ポリ塩化アルミニウム化合物、ポリ硫酸アルミニウム化合物、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物、またはジルコニウム活性無機ポリマーであることが好ましく、ポリ塩化アルミニウム化合物、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物であることがより好ましい。
【0036】
ポリ塩化アルミニウム化合物は、一般式〔Al2(OH)nCl6−n〕m、〔Al(OH)3〕n・AlCl3で示されるものであり、例えば、〔Al6(OH)15〕3+、〔Al8(OH)20〕4+、〔Al13(OH)34〕5+などのような塩基性で、かつ高い陽電子を持った多核縮合イオン(高分子性)を有効成分として、安定に含んでいるポリ塩化アルミニウムである。
【0037】
ポリ塩化アルミニウム化合物の市販品としては、例えば、多木化学(株)製のポリ塩化アルミニウム(PAC)、浅田化学(株)製のポリ水酸化アルミニウム(Paho)、(株)理研グリーン製のピュラケムWTが挙げられる。
【0038】
また、ポリ硫酸アルミニウム化合物は、一般式〔Al2(OH)n(SO4)6−n/2〕m(ただし、0<n<6)で表されるものであり、市販品としては浅田化学(株)製の塩基性硫酸アルミニウム(AHS)が挙げられる。
【0039】
ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物の市販品としては、日本軽金属(株)製のPASSが挙げられる。
【0040】
酸塩化ジルコニウム系無機ポリマーの市販品としては、第一希元素化学工業(株)製のジルコゾールZC−2を挙げることができる。
【0041】
上記ジルコニウム原子またはアルミニウム原子を含む化合物は、インク吸収層を形成する塗布液に添加してから塗布乾燥しても良いし、多孔質層を一旦塗布乾燥した後、インク吸収層にオーバーコート法により添加しても良い。
【0042】
上記ジルコニウム原子またはアルミニウム原子を含む化合物を、インク吸収層を形成する塗布液に添加する場合、水や有機溶媒あるいはこれらの混合溶媒に均一に溶解して添加すること、あるいはサンドミルなどの湿式粉砕法や乳化分散などの方法により微細な粒子に分散して添加することができる。インク吸収層が複数の層から構成される場合には、1層のみ添加してもよく、2層以上の層あるいは全ての層を形成する塗布液に添加することもできる。
【0043】
また、多孔質インク吸収層を一旦形成した後、オーバーコート方法により添加する場合には、均一な溶液に溶解して添加するのが好ましい。
【0044】
ジルコニウム原子またはアルミニウム原子を含む化合物は、インクジェット記録用紙1m2当たり、通常0.01〜5g、好ましくは0.05〜2g、特に好ましくは0.1〜1gの範囲で用いられる。
【0045】
上記化合物は2種以上を併用しても良く、この場合、ジルコニウム原子を含む化合物を2種以上を併用することも、アルミニウム原子を含む化合物を2種以上併用することも、更には、ジルコニウム原子とアルミニウム原子を含む化合物を併用することもできる。
【0046】
(無機微粒子)
次に、本発明に用いられる無機微粒子について説明する。
【0047】
無機微粒子の例としては、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料等を挙げることが出来る。その様な無機微粒子は、一次粒子のまま用いても、また、二次凝集粒子を形成した状態で使用することもできる。
【0048】
本発明においては、特に、微細な空隙が形成出来る観点から、シリカまたは擬ベーマイトが好ましく、特に、一次平均粒径が3〜100nmの気相法により合成されたシリカが好ましい。
【0049】
無機微粒子の一次平均粒径は、粒子そのものあるいは空隙層の断面や表面を電子顕微鏡で観察し、100個の任意の粒子の粒径を求め、その単純平均値(個数平均)として求められる。ここで、個々の粒径はその投影面積に等しい円を仮定した時の直径で表したものである。
【0050】
上記無機微粒子の使用量は、記録用紙1m2当たり概ね3〜30g、好ましくは5〜25gである。
【0051】
(バインダー)
インク吸収層に用いられるバインダーとしては、疎水性バインダーまたは親水性バインダーが用いられるが、好ましくは親水性バインダーである。
【0052】
親水性バインダーとしては、例えば、ゼラチン(アルカリ処理ゼラチン、酸処理ゼラチン、アミノ機をフェニルイソシアネートや無水フタル酸等で封鎖した誘導体ゼラチンなど)、ポリビニルアルコール(平均重合度が300〜5000、ケン化度が80〜99.5%が好ましい)、ポリビニルピロリドン、ポリエチオレンオキシド、ヒドロキシルエチルセルロース、寒天、プルラン、デキストラン、アクリル酸、カルボキシメチルセルロース、カゼイン、アルギン酸等が挙げられ、2種類以上を併用することもできる。これらの中、好ましい親水性ポリマーはポリビニルアルコールである。
【0053】
ポリビニルアルコールは、酢酸ビニルを加水分解して得られ、本発明では平均重合度が300以上のものが好ましく用いられ、特に平均重合度が1000〜5000のものが好ましく用いられる。また、ケン化度は70〜100%のものが好ましく、80〜99.5%のものが特に好ましい。
【0054】
このポリビリルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
【0055】
ポリビニルアルコールは、重合度や変性の種類違いなど2種類以上を併用することもできる。
【0056】
上記無機微粒子の使用量は、親水性バインダーに対して質量比で概ね1.5〜12倍であり、好ましくは2〜10倍、特に好ましくは3〜8倍である。
【0057】
(架橋剤)
親水性バインダーとしてポリビニルアルコールを使用する場合、空隙層中には皮膜の造膜性を改善し、また皮膜の耐水性や強度を高めるために、架橋剤としてほう酸またはその塩が含有されることが好ましい。
【0058】
ほう酸またはその塩としては、硼素原子を中心原子とする酸素酸およびその塩のことを示し、具体的にはオルトほう酸、メタほう酸、次ほう酸、四ほう酸、五ほう酸およびそれらの塩が含まれる。
【0059】
ホウ酸またはその塩の使用量は、塗布液の無機微粒子や親水性バインダーの量により広範に変わり得るが、親水性バインダーに対して概ね1〜60質量%、好ましくは5〜40質量%である。
【0060】
ホウ酸またはその塩は、本発明に用いられる多孔質層形成用の水溶性塗布液を塗布する際に、該塗布液中に添加してもよく、あるいは架橋剤を含まない多孔質層形成用の水溶性塗布液を塗布、乾燥した後、架橋剤を含有する溶液をオーバーコートするなどして供給することができる。
【0061】
上記ホウ酸に加えて、他の架橋剤を併用することもできる。そのような架橋剤としては、例えば、エポキシ系架橋剤(例えば、ジグリシジルエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ジグリシジルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等)、アルデヒド系架橋剤(例えば、ホルムアルデヒド、グリオキザール等)、活性ハロゲン系架橋剤(例えば、2,4−ジクロロ−4−ヒドロキシ−1,3,5−s−トリアジン等)、活性ビニル系化合物(例えば、1,3,5−トリスアクリロイル−ヘキサヒドロ−s−トリアジン、ビスビニルスルホニルメチルエーテル等)、アルミ明礬、イソシアネート系化合物等が挙げられる。
【0062】
架橋剤の使用量は、親水性バインダーの種類、架橋剤の種類、微粒子の種類や親水性バインダーに対する比率等により変化するが、例えば、親水性バインダーとしてポリビニルアルコールを用いる場合には、通常、ポリビニルアルコール1g当たり5〜500mg、好ましくは10〜300mgである。
【0063】
本発明のインクジェット記録用紙のインク吸収層には上記以外の各種の添加剤を添加することができ、例えば、特開昭57−74193号公報、同57−87988号公報及び同62−261476号公報に記載の紫外線吸収剤、アニオン、カチオンまたは非イオン性の各種界面活性剤、特開昭59−42993号公報、同59−52689号公報、同62−280069号公報、同61−242871号公報および特開平4−219266号公報等に記載されている蛍光増白剤、消泡剤、ジエチレングリコール等の潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤、マット剤等の公知の各種添加剤を含有させることもできる。
【0064】
(支持体)
次に、本発明のインクジェット記録用紙に用いられる支持体について説明する。
【0065】
本発明のインクジェット記録用紙の支持体は、非吸水性の支持体である。吸水性支持体を用いた場合、ジルコニウムまたはアルミニウム原子を含む化合物がインク吸収層を形成する際、またはその後の保存時に支持体中に拡散して本発明の効果を十分に発揮することができない。
【0066】
本発明に用いられる非吸水性支持体としては、プラスチック樹脂フィルム支持体、あるいは紙の両面をプラスチック樹脂フィルムで被覆した支持体が挙げられる。プラスチック樹脂フィルム支持体としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、セルローストリアセテートフィルム、ポリスチレンフィルムあるいはこれらの積層したフィルム支持体等が挙げられる。これらのプラスチック樹脂フィルムは、透明または半透明なものも使用できる。
【0067】
本発明においては、プリント時のコックリング(しわ)が発生しない非吸水性支持体が好ましく、特に好ましい支持体は、紙の両面をプラスチック樹脂で被覆した支持体であり、最も好ましいのは紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆した支持体である。
【0068】
以下、本発明で特に好ましい支持体である紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆した支持体について説明する。
【0069】
本発明に係る支持体で用いられる紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じて木材パルプに加えてポリプロピレン等の合成パルプあるいはナイロンやポリエステル等の合成繊維を用いて抄紙される。木材パルプとしてはLBKP、LBSP、NBKP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPのいずれも用いることができるが短繊維分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPをより多く用いることが好ましい。ただし、LBSP及び/またはLDPの比率は10〜70%が好ましい。上記パルプは、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸塩パルプ)が好ましく用いられ、また漂白処理を行って白色度を向上させたパルプも有用である。
【0070】
紙中には、例えば、高級脂肪酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン等の白色顔料、スターチ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の紙力増強剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール類等の水分保持剤、分散剤、4級アンモニウム等の柔軟化剤等を適宜添加することができる。
【0071】
抄紙に使用するパルプの濾水度は、CSFの規定で200〜500mlが好ましく、また、叩解後の繊維長がJIS P 8207に規定される24メッシュ残分と42メッシュ残分の和が30〜70%が好ましい。なお、4メッシュ残分は20%以下であることが好ましい。
【0072】
紙の坪量は50〜250gが好ましく、特に、70〜200gが好ましい。紙の厚さは50〜210μmが好ましい。
【0073】
紙は、抄紙段階または抄紙後にカレンダー処理して高平滑性を与えることもできる。紙密度は0.7〜1.2g/m2(JIS P 8118)が一般的である。更に原紙剛度はJIS P 8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。
【0074】
紙表面には表面サイズ剤を塗布しても良く、表面サイズ剤としては前記原紙中に添加できるのと同様のサイズ剤を使用できる。
【0075】
紙のpHは、JIS P 8113で規定された熱水抽出法により測定された場合、pH5〜9であることが好ましい。
【0076】
次に、この紙の両面を被覆するポリオレフィン樹脂について説明する。
この目的で用いられるポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンが挙げられるが、プロピレンを主体とする共重合体等のポリオレフィン類が好ましく、ポリエチレンが特に好ましい。
【0077】
以下、特に好ましいポリエチレンについて説明する。
紙表面及び裏面を被覆するポリエチレンは、主として低密度のポリエチレン(LDPE)及び/または高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他のLLDPEやポリプロピレン等も一部使用することができる。
【0078】
特に、塗布層側のポリオレフィン層は、ルチルまたはアナターゼ型の酸化チタンをその中に添加し、不透明度及び白色度を改良したものが好ましい。酸化チタン含有量はポリオレフィンに対して概ね1〜20%、好ましくは2〜15%である。
【0079】
ポリオレフィン層中には、白地の調整を行うための耐熱性の高い着色顔料や蛍光増白剤を添加することができる。
【0080】
着色顔料としては、例えば、群青、紺青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、マンガンブルー、セルリアン、タングステンブルー、モリブデンブルー、アンスラキノンブルー等が挙げられる。
【0081】
蛍光増白剤としては、例えば、ジアルキルアミノクマリン、ビスジメチルアミノスチルベン、ビスメチルアミノスチルベン、4−アルコキシ−1,8−ナフタレンジカルボン酸−N−アルキルイミド、ビスベンズオキサゾリルエチレン、ジアルキルスチルベン等が挙げられる。
【0082】
紙の表裏のポリエチレンの使用量は、インク吸収層の膜厚やバック層を設けた後で低湿及び高湿化でのカールを最適化するように選択されるが、一般にはポリエチレン層の厚さはインク吸収層側で15〜50μm、バック層側で10〜40μmの範囲である。表裏のポリエチレンの比率はインク受容層の種類や厚さ、中紙の厚み等により変化するカールを調整する様に設定されるのが好ましく、通常は表/裏のポリエチレンの比率は、厚みで概ね3/1〜1/3である。
【0083】
更に、上記ポリエチレンで被覆紙支持体は、以下(1)〜(7)の特性を有していることが好ましい。
【0084】
(1)引っ張り強さ:JIS P 8113で規定される強度で縦方向が19.6〜294N、横方向が9.8〜196Nであることが好ましい。
【0085】
(2)引き裂き強度:JIS P 8116で規定される強度で縦方向が0.20〜2.94N、横方向が0.098〜2.45Nが好ましい。
【0086】
(3)圧縮弾性率:9.8kN/cm2が好ましい。
(4)不透明度:JIS P 8138に規定された方法で測定したときに80%以上、特に85〜98%が好ましい。
【0087】
(5)白さ:JIS Z 8727で規定されるL*、a*、b*が、L*=80〜96、a*=−3〜+5、b*=−7〜+2であることが好ましい。
【0088】
(6)クラーク剛直度:記録用紙の搬送方向のクラーク剛直度が50〜300cm3/100である支持体が好ましい。
【0089】
(7)原紙中の水分は、中紙に対して4〜10%が好ましい。
(8)インク受容層を設ける光沢度(75度鏡面光沢度)は10〜90%が好ましい。
【0090】
本発明のインクジェット記録用紙のインク吸収層は、単一の層構成を有するインク吸収層であっても多層構成からなるインク吸収層であっても良いが、非吸水性支持体から最も離れたインク吸収層が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するカチオン性ポリマーを少なくとも1種含有することが好ましい。
【0091】
(その他のインクジェット記録用紙の構成因子)
本発明のインクジェット記録用紙において、多孔質インク吸収層及び下引き層など必要に応じて適宜設けられる各種の層を支持体上に塗布する方法は、公知の方法から適宜選択して行うことができる。好ましい方法は、各層を構成する塗布液を支持体上に塗設して乾燥して得られる。この場合、2層以上を同時に塗布することもでき、特に全ての親水性バインダー層を1回の塗布で済ます同時塗布が好ましい。
【0092】
塗布方式としては、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法、カーテン塗布方法あるいは米国特許第2,681,294号記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法が好ましく用いられる。
【0093】
本発明のインクジェット記録用紙の記録面の膜面pHは、3.0〜7.5が好ましい。膜面pHが3.0以上であれば、インクジェットで記録した際に染料が析出して金属状に光沢が変化するいわゆるブロンジングを防止でき、また、膜面pHが7.5以下であれば、十分な滲み耐性を発揮することができる。
【0094】
本発明のインクジェット記録用紙の記録面の膜面pHの測定は、J.TAPPI紙パルプ試験方法No.49に記載の方法に従って、蒸留水を用い、30秒後に測定する方法で求めることができる。
【0095】
本発明において、記録面の膜面pHは、記録面を形成する塗工液のpHを調整することにより所定の範囲にすることができる。また、記録面を形成した後、適当なpH調整剤をオーバーコートすることにより所定の範囲にすることもできる。pH調整剤としては適当な酸やアルカリの水溶液を用いることもでき、この場合、使用する酸やアルカリの種類、濃度は、調整するpHの幅によって適宜選択することができる。
【0096】
なお、本発明のインクジェット記録用紙は、特に水溶性染料インクを用いたインクジェット記録において特に効果が大きいが、顔料インクを用いたインクジェット記録でも使用することが出来る。
【0097】
本発明のインクジェット記録用紙を用いて画像記録する際には、水性インクを用いた記録方法が好ましく用いられる。
【0098】
上記水性インクとは、下記着色剤及び溶媒、その他の添加剤を有する記録液体である。着色剤としては、インクジェットで公知の直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料あるいは食品用色素等の水溶性染料あるいは水分散性顔料が使用できる。
【0099】
水性インクの溶媒としては、水及び水溶性の各種有機溶剤、例えば、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトンアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、トリエタノールアミン等の多価アルコール類;エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類等が挙げられる。中でも、ジエチレングリコール、トリエタノールアミンやグリセリン等の多価アルコール類、トリエチレングリコールモノブチルエーテルの多価アルコールの低級アルキルエーテル等は好ましいものである。
【0100】
その他の水性インクの添加剤としては、例えば、pH調節剤、金属封鎖剤、防カビ剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、湿潤剤、界面活性剤及び防錆剤、等が挙げられる。
【0101】
水性インク液は、記録用紙に対する濡れ性を良好にするために、20℃において、通常、0.025〜0.06N/m、好ましくは0.03〜0.05N/mの範囲内の表面張力を有するのが好ましい。上記インクのpHは、好ましくは5〜10であり、特に好ましくは6〜9である。
【0102】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されない。なお、実施例中で記載の「%」は、特に断りのない限り質量%を表す。
【0103】
実施例1
《インクジェット記録用紙の作製》
(支持体1の作製)
含水率が6%、坪量が200g/m2の写真用原紙の裏面側に、押し出し塗布法により密度が0.92の低密度ポリエチレンを35μmの厚さで塗布した。次いで、表面側にアナターゼ型酸化チタンを5.5%含有する、密度が0.92の低密度ポリエチレンを40μmの厚さで押し出し塗布法で塗布して、両面をポリエチレンで被覆した支持体1を作製した。表側にコロナ放電を行いポリビニルアルコールからなる下引き層を0.03g/m2、裏面にもコロナ放電を行った後ラテックス層を0.12g/m2になるように塗布した。
【0104】
(シリカ分散液−1の調製)
1次粒子の平均粒径が約0.014μmの気相法シリカ(トクヤマ製:レオロシールQS−20)125Kgを、三田村理研工業株式会社製のジェットストリーム・インダクターミキサーTDSを用い、硝酸でpHを3.0に調整した620Lの純水中に室温で吸引分散した後、UvitexNFWliquid(チバスペシャリティーケミカル)1.5Lを撹拌分散しながら添加した後、全量を694Lに純水で仕上げた。この分散液を希釈して、無機微粒子の電子顕微鏡写真を撮影したところ、殆どの粒子が0.02μm以下のサイズであり、一次粒子まで分散されていることを確認した。
【0105】
(シリカ分散液−2の調製)
カチオン性ポリマー(例示化合物P−1)を1.63Kg、エタノールを2.2L、n−プロパノールを1.5L含有する水溶液(pH=3.0)18Lに、上記シリカ分散液−1の69.4Lを攪拌しながら添加し、次いで、ホウ酸275gとホウ砂165gを含有する水溶液7.0Lを添加し、更に、消泡剤SN381(サンノプコ株式会社製)を1g添加した。この混合液を三和工業株式会社製高圧ホモジナイザーで分散し、全量を純水で97Lに仕上げてシリカ分散液−2を調製した。このシリカ分散液−2を希釈して透明な支持体上に塗布し、電子顕微鏡で観察した結果、平均粒径が約50nm(二次粒子)のサイズであった。
【0106】
(塗布液−1の調製)
次いで、上記のようにして得られたシリカ分散液−2を使用して、下記の塗布液を調製した。
【0107】
シリカ分散液−2の650mLを40℃で攪拌しながら、以下の添加剤を順次混合した。
【0108】
1:ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA203)
の10%水溶液 6ml
2:ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA235)
の5%水溶液 260ml
3:ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA245)
の5%水溶液 95ml
4:界面活性剤(S−1)30%溶液 4ml
5:アニオン性蛍光増白剤(チバスペシャリティーケミカルズ製;UVITE
X NFW LIQUID9)の10%液 10ml
純水で全量を1000mlに仕上げた。塗布液のpHは約4.5であった。
【0109】
【化6】
【0110】
(記録用紙101の作製)
前記作製した支持体1に、上記塗布液−2を湿潤膜厚が140μmになるように塗布し、約7℃に一度冷却した後に、20〜65℃の風を吹き付けて乾燥して、記録用紙101を作製した。
【0111】
(記録用紙102の作製)
上記記録用紙101に、硝酸アルミニウム水溶液を固形分付量として1.0g/m2になるようにオーバーコートして、記録用紙102を作製した。
【0112】
(記録用紙103の作製)
上記記録用紙101に、ポリ塩化アルミニウム化合物(多木化学工業(株)製PAC250A、酸化アルミニウム(Al2O3)換算濃度=10%)を固形分付量が1.0g/m2になるようにオーバーコートして、記録用紙103を作製した。
【0113】
(記録用紙104の作製)
上記記録用紙101に、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物(日本軽金属(株)製PASS、示唆式〔Al(OH)1.5(SO4)0.75(SiO2)0.04〕、(Al2O3)換算濃度=8.5%)を固形分付量が1.0g/m2になるようにオーバーコートして、記録用紙104を作製した。
【0114】
(記録用紙105の作製)
上記記録用紙101に、酸塩化ジルコニウム系無機ポリマー(第一希元素化学工業(株)製ZC−2)を固形分付量が1.0g/m2になるようにオーバーコートし、記録用紙105を作製した。
【0115】
(記録用紙106〜109の作製)
記録用紙102〜105の作製において、シリカ分散液−2のカチオン性ポリマー(P−1)を、カチオン性ポリマー(HP−1)に変更した以外は同様にして、記録用紙106〜109を作製した。
【0116】
【化7】
【0117】
(記録用紙110〜113の作製)
記録用紙102〜105の作製において、シリカ分散液−2のカチオン性ポリマー(P−1)を、カチオン性ポリマー(HP−2)に変更した以外は同様にして、記録用紙110〜113を作製した。
【0118】
【化8】
【0119】
《画像印字及び滲み耐性の評価》
得られた各インクジェット記録用紙について、以下の方法で従って、滲み耐性を評価した。
【0120】
〔滲み耐性Aの評価〕
下記の方法により調製したイエロー(Y)インク、マゼンタ(M)インク、シアン(C)インク、ブラック(K)インクをピエゾ型ヘッドを搭載したデスクトップ型インクジェットプリンターに装填し、23℃、55%の環境下で、グレーのベタ画像上にY、M、Cの各細線(幅0.085mm)、マゼンダのベタ画像上にKの細線のある画像をプリントし、15分間自然放置により乾燥した後、透明クリアファイルに挿入した。このクリアファイルを、50℃、80%RHの環境下で1週間の画像保存処理を行って、その細線の線幅の増大率を下式により求めた。
【0121】
増幅率=(画像保存処理後の線幅)/(画像保存処理前の線幅)
以上により求めた増幅率を滲み耐性の尺度とし、下記の基準に則り評価を行った。
【0122】
◎:増幅率が1〜1.2倍
○:増幅率が1.21〜1.4倍
△:増幅率が1.41〜1.6倍
×:増幅率が1.61倍以上
(インク調製1)
〈イエローインク1〉
C.I.Acid Yellow23 3質量%
ジエチレングリコール 25質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈マゼンタインク1〉
C.I.Direct Red227 3質量%
ジエチレングリコール 29質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈シアンインク1〉
C.I.Direct Blue199 3質量%
ジエチレングリコール 25質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈ブラックインク1〉
C.I.Food Black2 4質量%
ジエチレングリコール 25質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〔滲み耐性Bの評価〕
上記滲み耐性Aの評価において、インク調製1で調製した各色インク1に代えて、下記のインク調製2で調製したイエローインク2、マゼンタインク2、シアンインク2、ブラックインク2を用いた以外は同様にして、滲み耐性を評価した。
【0123】
(インク調製2)
〈イエローインク2〉
C.I.Acid Yellow23 3質量%
ジエチレングリコール 35質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.1質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈マゼンタインク2〉
C.I.Acid Red249 3質量%
ジエチレングリコール 40質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈シアンインク2〉
C.I.Acid Blue9 3質量%
ジエチレングリコール 35質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.1質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈ブラックインク2〉
C.I.Food Black1 4質量%
ジエチレングリコール 35質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〔滲み耐性Cの評価〕
上記滲み耐性Aの評価において、インク調製1で調製した各色インク1に代えて、下記のインク調製3で調製したイエローインク3、マゼンタインク3、シアンインク3、ブラックインク3を用いた以外は同様にして、滲み耐性を評価した。
【0124】
(インク調製3)
〈イエローインク3〉
C.I.Acid Yellow23 3質量%
エチレングリコール 20質量%
グリセリン 5質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈マゼンタインク3〉
C.I.Acid Red249 3質量%
エチレングリコール 20質量%
グリセリン 9質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈シアンインク3〉
C.I.Acid Blue9 3質量%
エチレングリコール 20質量%
グリセリン 5質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
〈ブラックインク〉
C.I.Food Black2 4質量%
エチレングリコール 20質量%
グリセリン 5質量%
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 0.01質量%
イオン交換水 上記添加剤を加えて100質量%となる量
以上により得られた、各滲み耐性の評価結果を表1に示す。
【0125】
【表1】
【0126】
表1から明らかなように、本発明の記録用紙は、比較例に対して、インク中の染料、溶剤の種類や含有量、活性剤の影響に拘わらず、広範囲な染料インクに対して優れた滲み耐性を有していることが分かる。
【0127】
実施例2
《インクジェット記録用紙の作製》
(記録用紙201、202の作製)
実施例1に記載の記録用紙106の作製において、シリカ分散液−2の調製で用いたカチオン性ポリマー(P−1)を、表2に記載のカチオン性ポリマー(P−3)、(P−9)に変更した以外は同様にして、記録用紙201、202を作製した。
【0128】
(記録用紙203の作製)
実施例1に記載の記録用紙101の作製において、塗布液−1の調製で、塗布液を仕上げる前に、ポリ塩化アルミニウム化合物(多木化学工業(株)製PAC250A、酸化アルミニウム(Al2O3)換算濃度=10%)を34mlを加えた以外は同様にして、記録用紙203を作製した。
【0129】
(記録用紙204の作製)
実施例1に記載の記録用紙101の作製において、塗布液−1の調製で、塗布液を仕上げる前に、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物(日本軽金属(株)製PASS、示唆式〔Al(OH)1.5(SO4)0.75(SiO2)0.04〕、(Al2O3)換算濃度=8.5%)40mlを加えた以外は同様にして、記録用紙204を作製した。
【0130】
《画像印字及び滲み耐性の評価》
以上により得られた各インクジェット記録用紙について、実施例1に記載の方法と同様にして画像印字を行った後、各滲み耐性の評価を行い、得られた結果を表2に示す。
【0131】
【表2】
【0132】
表2より明らかなように、本発明の記録用紙は、本発明に係るカチオン性ポリマーの種類に依らず、滲み耐性が良好であり、また、本発明に係る無機多価金属ポリマーの添加方法に依らず、良好な結果が得られることが分かる。
【0133】
【発明の効果】
本発明により、水溶性染料インク中の染料、溶剤、活性剤の異なる広範囲にわたるいかなる染料インクに対しても、プリント画像を保存したときの滲み耐性に優れたインクジェット記録用紙を提供することができた。
Claims (8)
- 非吸水性支持体上に、無機微粒子、バインダー、多価金属化合物、カチオン性ポリマーを含有する多孔質層をインク受容層として有するインクジェット記録用紙において、該カチオン性ポリマーの少なくとも1種が、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリマーであり、該多価金属化合物がジルコニウム原子を有する多価金属無機ポリマーであることを特徴とするインクジェット記録用紙。
- 前記多価金属化合物が、ポリ塩化アルミニウム化合物またはポリ硫酸ケイ酸アルミニウム化合物であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録用紙。
- 前記多価金属化合物が、ジルコニウム活性無機ポリマーであることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録用紙。
- 前記無機微粒子が、シリカ微粒子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
- 前記無機微粒子の一次平均粒径が、3〜100nmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
- 前記バインダーが、ポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
- 前記インク受容層が、架橋剤を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット記録用紙。
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---|---|---|---|
JP2002120848A JP2004001239A (ja) | 2002-03-26 | 2002-04-23 | インクジェット記録用紙 |
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JP2008523167A (ja) * | 2004-11-08 | 2008-07-03 | アクゾ ノーベル エヌ.ブイ. | 水性分散液の形態の顔料組成物 |
JP2011201147A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Fujifilm Corp | インクジェット記録媒体 |
-
2002
- 2002-04-23 JP JP2002120848A patent/JP2004001239A/ja active Pending
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