JP2004202884A - 被記録媒体 - Google Patents
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Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
Abstract
【課題】画像濃度が高く良好な色調とインク吸収性を示し、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した被記録媒体を提供すること。
【解決手段】支持体の少なくとも一方の面に、少なくとも1層のインク受理層が形成された被記録媒体において、該インク受理層が、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、ホウ素化合物、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体、及び下記の一般式(1)で表わされる化合物を含有することを特徴とする被記録媒体。
【選択図】 なし
【解決手段】支持体の少なくとも一方の面に、少なくとも1層のインク受理層が形成された被記録媒体において、該インク受理層が、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、ホウ素化合物、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体、及び下記の一般式(1)で表わされる化合物を含有することを特徴とする被記録媒体。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクによる記録に好適な被記録媒体に関する。特に、インクジェット記録方式を利用して写真画像を出力する際に多用される、淡色インクの退色及び変色を効果的に防止することができる、写真画質を長期保存性するのに好適な被記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、インクの微小液滴を種々の作動原理により飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させることで画像や文字等の記録を行う記録方式である。また、インクジェット記録方式は、高速印字性、低騒音性及び記録パターンの融通性に優れ、更に多色化を容易に行うことができ、現像及び画像定着が不要であるといった特徴がある。特に、多色インクジェット方式で形成された画像は、製版方式による多色印刷やカラー写真方式による印画と比較しても遜色のない記録を得ることが可能で、作成部数が少ない場合には通常の印刷技術や写真技術より印刷コストが安価に済むという利点もあることから、近年、各種情報機器の画像記録装置として急速に普及している。例えば、デザイン業界におけるイメージデザインの出力、写真画質が要求される印刷分野におけるカラー版下の作製、頻繁に取り替えられる看板や商品の見本等、フルカラー画像記録が必要な分野へと幅広く応用されつつある。
【0003】
このようなインクジェット記録方式において、記録の高速化、高精細化、或いはフルカラー化といった記録特性を向上させるため、記録装置や記録方法の改良が行われてきたが、それに伴い被記録媒体にもより高度な特性が要求されるようになってきた。即ち、被記録媒体に求められる特性としては、印字ドットの濃度が高く鮮やかで明るい色調が出せること、コントラストが高いこと、印字ドットが重なってもインクが流れ出したり、滲んだりしないような高いインク吸収性を有すること、インクの横方向への拡散が必要以上に大きくならず真円に近い印字ドット形状であること、更にドットの周辺が滑らかで、ぼやけないこと等が挙げられる。
【0004】
これらの要求に対して、従来から幾つかの提案がなされてきた。例えば、特許文献1には、低サイズ原紙に表面加工用の塗料を薄く塗布し、インクの吸収性を高めた一般紙タイプの被記録媒体が開示されている。特許文献2、3及び4には、前記一般紙タイプの欠点となっていた、ドットの形状、濃度或いは色調の再現性を改善するために、基材上にシリカ等の含ケイ素系無機顔料と水系バインダーからなる塗工液を塗布した、コートタイプの被記録媒体が開示されている。更に、銀塩写真並みの表面光沢性を得るために、インク受理層にキャスト処理を施したり、或いはインク受理層に吸水性ポリマーを使用することが試みられたが、前者では十分な光沢性が得られず、後者ではシリカ等の無機顔料からなるインク受理層に比べ、インクの吸収速度が遅いという欠点があった。
【0005】
そこで、インク受理層の吸収性、光沢性、及び透明性を高めたものとして、微細なアルミナ水和物を水溶性のバインダーとともに支持体上に塗布した被記録媒体が提案された。例えば、特許文献5には、多孔質のカチオン性アルミナ水和物を含有した塗工層を有する記録紙が開示されている。また、特許文献6、7、8、9、10、11及び12では、擬ベーマイト構造を有するアルミナ水和物を含有した記録シートが開示されている。特に、特許文献9や特許文献13には、擬ベーマイト構造のアルミナゾルと、ホウ酸又はホウ酸塩を含有する記録シートが開示されている。このような無機微粒子を含有した被記録媒体は空隙が多く、インクの吸収性に優れ、良好な光沢が得られるため、銀塩写真と同等の画像を得ることが可能である。しかし、大気中のオゾン、窒素酸化物、硫黄酸化物等の酸性ガスにより著しく変色或いは退色し、ひどい場合には1週間と経たずに画像の色味が変化してしまう。
【0006】
このような問題を回避するために、各種酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を含有させた被記録媒体が提案されている。
【0007】
例えば耐ガス性向上を目的として、特許文献14ではチオエーテル系化合物、特許文献15ではヒドラジド系化合物、特許文献16及び特許文献17には、チオ尿素誘導体、チオセミカルバジド誘導体、チオカルボヒドラジド誘導体等を含有させた被記録媒体が開示されている。また、特許文献18では、チオ尿素誘導体、チオセミカルバジド誘導体及びチオカルボヒドラジド誘導体からの1種類と、ヨウ素、ヨウ化物、ジチオカルバミン酸、チオシアン酸塩及びチオシアン酸エステルからの1種類とをそれぞれ含有させた被記録媒体が開示されている。
【0008】
耐光性を向上させる方法としては、例えば、特許文献19、20及び21では、フェノール系酸化防止剤、ベンゾフェノン系或いはベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を含有させた被記録媒体が開示されている。
【0009】
また、特許文献22ではヒンダードアミン系化合物を含有した被記録媒体が、特許文献15ではヒドラジド系化合物を含有した被記録媒体がそれぞれ提案されている。
【0010】
しかしながら、これらの従来公知の被記録媒体に耐ガス性や耐光性を付与する手法は、必ずしもその効果をあげてはおらず、その特性向上に関しては未だ十分とはいえない。また上記化合物の多くは、自身の変質や酸化により被記録媒体の未印字部分を着色してしまうといった弊害があり、実際に使用するのは困難である。
【0011】
【特許文献1】
特開昭52−53012号公報
【特許文献2】
特開昭55−51583号公報
【特許文献3】
特開昭59−230787号公報
【特許文献4】
特開昭64−11877号公報
【特許文献5】
特開昭60−232990号公報
【特許文献6】
特開平2−276670号公報
【特許文献7】
特開平6−48016号公報
【特許文献8】
特開平6−55829号公報
【特許文献9】
特開平7−76161号公報
【特許文献10】
特開平8−22608号公報
【特許文献11】
特開平10−44585号公報
【特許文献12】
特開平11−34484号公報
【特許文献13】
特開2000−239578号公報
【特許文献14】
特開平1−115677号公報
【特許文献15】
特開昭61−154989号公報
【特許文献16】
特公平4−34953号公報
【特許文献17】
特開平7−314883号公報
【特許文献18】
特開平8−25796号公報
【特許文献19】
特開昭57−74192号公報
【特許文献20】
特開昭57−87989号公報
【特許文献21】
特開昭60−72785号公報
【特許文献22】
特開昭61−146591号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の実態に鑑みてなされたものであり、画像濃度が高く良好な色調とインク吸収性を示し、銀塩写真と同等の画質であって、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した被記録媒体を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、画像濃度が高く良好な色調とインク吸収性を示し、銀塩写真と同等の画質であって、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した、長期保存に好適な被記録媒体を得るために鋭意検討を重ねた結果、アルミナ水和物と水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂を主成分としたインク受理層に特定の化合物を含有させた場合に、前述した課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】
即ち第1の発明は、支持体の少なくとも一方の面に、少なくとも1層のインク受理層が形成された被記録媒体において、該インク受理層が、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、ホウ素化合物、(メタ)アクリルアミド(アクリルアミドとメタクリルアミドの両方を含む表記として使用する。)−ジアリルアミン塩共重合体、及び下記の一般式(1)で表わされる化合物を含有することを特徴とする被記録媒体である。
(式中、R1は水素原子又はアルキル基を示す。但し、R1が水素原子の場合は、ナトリウム塩となってもよい。R2及びR3は、水素原子、水酸基、メチル基、メトキシ基、又はターシャリブチル基を示す。)
【0015】
また、第2の発明は、支持体の少なくとも一方の面に、少なくとも1層のインク受理層が形成された被記録媒体において、該インク受理層が、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、上記一般式(1)で表わされる化合物、及び下記一般式(2)で表わされる化合物を含有することを特徴とする被記録媒体である。
(式中、R4〜R7は、水素原子、アルキル基、アリール基又は−NR8R9で示される基を表わし、R8及びR9は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基又は−NR10C(=S)NR11R12で示される基を示し、R10〜R12は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基を示す。尚、R4及びR5の何れか一方と、R6及びR7の何れか一方とが環を形成していてもよい。)
【0016】
上記本発明の被記録媒体において、前記アルミナ水和物は、ベーマイト又は擬ベーマイト構造であることが好ましい。
【0017】
上記本発明の被記録媒体において、前記アルミナ水和物の水分散体のpH=3.5〜4.5におけるゼータ電位の値が、+40mV以上であることが好ましい。
【0018】
また上記本発明の被記録媒体において、ホウ素化合物は、ホウ酸又はホウ酸塩であることが好ましい。
【0019】
以上のようなインク受理層を有する本発明の被記録媒体は、画像濃度が高く、良好な色調とインク吸収性を示し、銀塩写真と同等の画質であって、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した被記録媒体である。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳しく説明する。本発明で使用される支持体は、特に限定されるものではないが、例えば、上質紙、中質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙等の紙類;合成紙;白色プラスチックフィルム、透明プラスチックフィルム、半透明プラスチックフィルム等のプラスチックフィルム;樹脂被覆紙等を使用することができる。支持体の厚さは特に限定されるものではないが、取り扱い易さやコストの点から、好ましくは25〜500μm、より好ましくは50〜300μmである。
【0021】
支持体としては、印刷物の光沢をより効果的に発現させるために、インク受理層を構成する水系組成物に対するバリヤー性の高い支持体が好ましい。即ち、白色プラスチックフィルムや、原紙に熱可塑性樹脂組成物等を被覆したラミネート紙(樹脂被覆紙)等が好ましい。具体的には、例えば、酸化チタンや硫酸バリウム等の顔料を配合したり、多孔性化することにより不透明化したポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の白色プラスチックフィルム;原紙にポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたいわゆるラミネート紙(樹脂被覆紙)が好適である。
【0022】
上記のなかでも、好ましく用いられる支持体は、インク受理層の設けられる少なくとも一方の面を被覆したポリオレフィン樹脂被覆紙であり、より好ましくは、両面を被覆したポリオレフィン被覆紙である。ポリオレフィン被覆紙の好ましい形態は、JIS−B0601による中心線平均粗さが0.5μm以下で、且つ、JIS−Z−8741による60度鏡面光沢度が25〜75%のものである。
【0023】
また、樹脂被覆紙を用いる場合、厚さには特に制限はないが、30〜500μmであることが好ましく、50〜300μmであることがより好ましい。厚さが30μmより薄いと、被記録媒体としての剛性が低く、手にした時の感触や、質感、或いは不透明性が低下する等の不都合が生じる場合がある。また、500μmより厚いと剛直になり扱いにくく、プリンターでの給紙走行中のトラブル発生の原因となることがある。また重さにも特に制限はないが、30〜500g/m2の範囲であることが好ましい。
【0024】
その他にも、支持体としては、ガラス又は金属等からなるシート等を使用してもよい。また、これら支持体とインク受理層との接着強度を向上させるため、支持体表面にコロナ放電処理や各種アンダーコート処理を施すことも可能である。
【0025】
次に、本発明の被記録媒体のインク受理層に含有されるアルミナ水和物は、インク吸収能が高く、発色性に優れ、高品位の画像が形成可能であるインク受理層を形成できることが好ましい。
【0026】
高光沢、且つ、高透明性のインク受理層を得るためには、アルミナ水和物の平均粒子径が150〜250nmで、且つ、多分散指数(μ/<Γ>2)が0.01〜0.20の範囲であることが好ましく、更に、多分散指数が0.01〜0.18の範囲であることがより好ましい。アルミナ水和物の平均粒径が150nmより小さい場合には、インク受理層のインク吸収性が低下し、インクの吐出量が多いプリンターや、高速出力するプリンターで印字した際に滲みやビーディングが発生するおそれがある。一方、平均粒径が250nmより大きい場合には、インク受理層の透明性が低下するとともに、耐ガス性が低下する場合がある。また、多分散指数が0.20を超える場合も、平均粒径の場合と同様に、インク受理層の透明性、印字濃度及び光沢が低下することがある。
【0027】
尚、本発明でいう平均粒子径、多分散指数とは、動的光散乱法によって測定され、「高分子の構造(2)散乱実験と形態観察 第1章 光散乱」(共立出版 高分子学会編)、或いはJ.Chem.Phys.,70(B),15Apl.,3965(1979)に記載のキュムラント法を用いた解析から求めることができる。動的光散乱の理論によれば、異なる粒径を持つ微粒子が混在している場合、散乱光からの時間相関関数の減衰に分布を有する。この時間相関関数をキュムラント法を用いて解析することで、減衰速度の平均(<Γ>)と分散(μ)が求められる。減衰速度(Γ)は、粒子の拡散係数と散乱ベクトルの関数で表わされるため、ストークス−アインシュタイン式を用いて、流体力学的平均粒径を求めることができる。従って、減衰速度の分散(μ)を平均の二乗(<Γ>2)で除した多分散指数(μ/<Γ>2)は、粒径の散らばりの度合いを表わしており、値が0に近づく程、粒径の分布は狭くなることを意味する。本発明で定義される平均粒径及び多分散指数は、例えば、レーザー粒径解析装置 PARIII(大塚電子(株)製)等を用いて容易に測定することができる。
【0028】
上記のアルミナ水和物は、ベーマイト構造、又は擬ベーマイト構造を有するものであることが好ましい。アルミナ水和物は下記の一般式(3)により表わされる。
Al2O3-n(OH)2n・mH2O (3)
上式中、nは、0、1、2又は3の何れかの整数を表わし、mは0〜10、好ましくは0〜5の値を表わす。mH2Oは、多くの場合結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相を表わすものであるため、mは整数でない値をとることができる。また、この種のアルミナ水和物をか焼すると、mは0の値に達することがあり得る。
【0029】
一般に、ベーマイト構造を示すアルミナ水和物の結晶は、その(020)面が巨大平面を形成する層状化合物であり、X線回折図形に特有の回折ピークを示す。ベーマイト構造としては、完全ベーマイトの他に擬ベーマイトと称する、過剰な水を(020)面の層間に含んだ構造を取ることもできる。この擬ベーマイトのX線回折図形は、完全なベーマイトよりも幅広な回折ピークを示す。完全ベーマイトと擬ベーマイトは明確に区別できるものではないので、以下特に断らない限り、両者を含めてベーマイト構造を示すアルミナ水和物という。
【0030】
ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の製造方法は特に限定されないが、例えば、アルミニウムアルコキシドの加水分解、又はアルミン酸ナトリウムの加水分解等の公知の方法で製造することができる。また、特開昭56−120508号公報に開示されているように、X線回折的に無定形のアルミナ水和物を、水の存在下、50℃以上で加熱処理することによってベーマイト構造に変えて用いることもできる。ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の製造方法として特に好ましく用いることができる方法は、長鎖のアルミニウムアルコキシドに対して、酸を添加して加水分解及び解膠を行うことによってアルミナ水和物を得る方法である。
【0031】
長鎖のアルミニウムアルコキシドとは、例えば、炭素数が5以上のアルコキシドであり、更に炭素数12〜22のアルコキシドを用いてアルミナ水和物を得ると、後述するようにアルコール分の除去及びアルミナ水和物の形状制御が容易になるため好ましい。
【0032】
上記方法において、長鎖のアルミニウムアルコキシドに添加する酸としては、有機酸又は無機酸の中から1種又は2種以上を自由に選択して用いることができるが、加水分解の反応効率及び得られたアルミナ水和物の形状制御や分散性の点からは無機酸が好ましく、硝酸が最も好ましい。この工程の後に、水熱合成等を行って粒子径を制御することも可能である。硝酸を含むアルミナ水和物分散液を用いて水熱合成を行うと、水溶液中の硝酸がアルミナ水和物表面に硝酸根として取り込まれて、水分散性を向上させることができる。
【0033】
上記方法には、アルミナヒドロゲルやカチオン性アルミナを製造する方法と比較して、各種イオン等の不純物が混入しにくいという利点がある。更に、長鎖のアルミニウムアルコキシドは、加水分解後のアルコールが除去し易いため、アルミニウムイソプロポキシド等の短鎖のアルコキシドを用いる場合と比較して、アルミナ水和物の脱アルコールを完全に行うことができるという利点がある。
【0034】
また、前記方法で合成されたアルミナ水和物の分散液を、更に粉砕分散機等を用いた物理的な手段で、所望とする粒径にすることも可能である。粉砕分散機としては、公知の様々な分散機を使用することが可能で、例えば、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、湿式メディア型粉砕機(サンドミル、ボールミル)、連続式高速撹拌型分散機、超音波分散機等が挙げられる。具体的には、マントンゴーリンホモジナイザー、ソノレータ(同栄商事社製)、マイクロフルイタイザー(みずほ工業社製)、ナノマイザー(月島機械社製)、アルティマイザー(伊藤忠産機社製)、パールミル、グレンミル、トルネード(浅田鉄鋼社製)、ビスコミル(アイメックス社製)、マイティーミル、RSミル、SΓミル(井上製作所製)、荏原マイルダー(荏原製作所製)、ファインフローミル、キャビトロン(大平洋機工社製)等が挙げられる。
【0035】
上記アルミナ水和物水分散体としては、pH=3.5〜4.5におけるゼータ(ζ)電位が、+40mV以上のものを用いることが好ましい。ゼータ電位の値が+40mV以上である場合はアルミナ水和物粒子の粒子間の静電気的反発が強くなり、分散体の安定性が高くなる。しかし、+40mV未満になると、アルミナ水和物粒子の凝集が起こりやすくなる場合がある。また、一般に塗工剤の調整によく使用される添加剤は、アルミナ水和物分散体のゼータ電位を低下させることがあるため、これら添加物を含有する塗工液を安定に分散させるためには、ゼータ電位の値が高いほど好ましい。
【0036】
一般的に、固体微粒子を溶媒に分散させると、粒子はプラス或いはマイナスに帯電し、固体微粒子表面には粒子とは反対の符号を持った対イオンが静電気的に引き寄せられる。一方、対イオンは熱運動で拡散しているため、固体表面の近傍では対イオンの密度が高く、遠ざかるにつれて次第に低下していくようなイオン分布(イオン雰囲気)、つまり拡散電気二重層を形成する。拡散電気二重層中で、特に固体表面近傍では対イオンが強く引き寄せられ、固体表面に固定されているシュテルン層と呼ばれる層が存在し、またシュテルン層の外側にあるイオン雰囲気は拡散層と呼ばれる。
【0037】
一般に固体微粒子表面の電位は、固体表面に近いほうから表面電位、シュテルン層中心面のシュテルン電位、更に本発明で定義されるゼータ電位(シュテルン層と拡散層との境界面に近い滑り面における電位(滑り面:固体粒子が電気泳動する際に、固体微粒子表面、シュテルン層の移動度に比べ、滑り面より外側の拡散層は遅れて運動する))に分類される。ゼータ電位は、例えば、電気泳動型光散乱光度計ELS−8000(大塚電子株式会社製)等を用いて容易に測定することができ、測定値の絶対値が増加するほど粒子間の反発が強くなり固体粒子の分散安定性がよくなる。
【0038】
本件第1の発明においては、上記のアルミナ水和物と共に、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、ホウ素化合物、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体、及び前記一般式(1)で表わされる化合物を用いてインク受理層を形成することを特徴としている。
【0039】
本件第1の発明の、被記録媒体のインク受理層に含有される水溶性樹脂又は水分散性樹脂としては、例えば、ゼラチン、カゼイン及びそれらの変性物;メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体;完全又は部分ケン化のポリビニルアルコール又はその変性物(カチオン変性、アニオン変性、シラノール変性等);尿素系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、エピクロルヒドリン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸又はその共重合体、アクリルアミド系樹脂、無水マレイン酸系共重合体、ポリエステル系樹脂、SBRラテックス、NBRラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス及びこれらの各種重合体ラテックスにカチオン性基又はアニオン性基を付与した官能基変性重合体ラテックス類等が挙げられる。なかでも好ましいのは、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビニルアルコールである。特に、平均重合度が1,500〜5,000のものが好ましい。ケン化度は85〜100モル%未満のものが好ましく、87〜99.5モル%のものが特に好ましい。また、これらの水溶性樹脂又は水分散性樹脂は、単独或いは複数種混合して用いることができる。
【0040】
アルミナ水和物と水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂の混合質量比は、好ましくはアルミナ水和物:水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂=1:1〜30:1、より好ましくは3:1〜20:1の範囲である。水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂の量がこれらの範囲内であれば、形成されたインク受理層のひび割れや粉落ちが発生し難くなり、インク吸収性も良好なものとなる。
【0041】
本件第1の発明の被記録媒体のインク受理層に含有される(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体は、(メタ)アクリルアミドと、ジアリルアミンの塩酸塩や4級塩を主構成成分とするカチオン性の共重合体である。尚、(メタ)アクリルアミドと共重合させるジアリルアミン類として、ジアルキルジアリルアミンのような4級アミンを用いた場合は、得られる共重合体も4級塩となり、3級又は2級アミンを用いた場合は、製造工程や後の中和工程で使用した無機酸により、塩となる陰イオン(例えば、塩酸塩)が決定される。該共重合体中のジアリルアミン類のモル分率は、一般的には0.1〜0.99の範囲、好ましくは0.15〜0.95の範囲であり、(メタ)アクリルアミドのモル分率は、一般的には0.01〜0.9の範囲、好ましくは0.05〜0.85の範囲である。ジアリルアミン類のモル分率が0.1未満になると、インクジェット記録後の画像の耐水性やマイグレーション防止の効果が充分に発揮されないため、その量を極端に少なくすることはあまり現実的ではない。また、該共重合体中の高分子鎖中のモノマー配列としては、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、マルチブロック共重合体等の何れの構造でもよい。
【0042】
上記の(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体の重量平均分子量としては特に限定されないが、好ましくは1,000〜200,000、より好ましくは5,000〜200,000の範囲内である。重量平均分子量が1,000未満の場合は、記録画像の耐水性が不十分になる場合があり、200,000を超えると、塗工液の粘性が高くなって塗工液が扱い難くなる場合があるからである。
【0043】
一般に、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体のようなカチオン性共重合体は、被記録媒体の耐水性を改善する目的で染料固着剤として使用される。このような染料固着剤は、アニオン性の基を持つ染料と塩を形成し、染料を水に対して不溶化するので画像の耐水性が向上する。しかし、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体を、一般式(1)で表わされる化合物とホウ素化合物が同時に存在するインク受理層に使用した場合、単に耐水性や染料のマイグレーション防止効果が付与されるだけでなく、画像の退色及び変色に対する防止効果を更に向上させることが可能である。
【0044】
また、一般的に高分子量のカチオン性樹脂は、分子構造的な立体障害により染料分子との結合効率が低下する傾向があり、微量添加した場合の耐水効果が低い。そのため、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩酸塩共重合体の使用量としては、アルミナ水和物に対して0.1〜10質量%の範囲であることが好ましい。使用量が0.1質量%より少ない場合には、目的とする耐水性の効果を十分得ることができず、また使用量が10質量%を超える場合には、画像の色調が全体的に変わってしまったり、耐光性を低下させるおそれがある。
【0045】
本件第1の発明の被記録媒体のインク受理層に含有されるホウ素化合物とは、ホウ酸又はホウ酸塩等のようなホウ素原子を中心とした酸素酸又はその塩であり、具体的には、例えば、オルトホウ酸、メタホウ酸、次ホウ酸、四ホウ酸、五ホウ酸及びそれらの塩等が挙げられる。
【0046】
一般にホウ酸は、親水性ポリマーによって形成される皮膜の造膜性、耐水性及び皮膜強度を改善するための硬膜剤として使用されている。硬膜剤は、使用するポリマーが持つ反応性基の種類によって様々なものが選択されるが、例えば、ポリビニルアルコール系の樹脂であれば、エポキシ系硬膜剤や、ホウ酸或いは水溶性アルミニウム塩等の無機系硬膜剤が用いられている。
【0047】
しかし、本件第1の発明におけるホウ素化合物の役割は、特に一般式(1)で表わされる化合物と共に被吸水性支持体上に形成されたインク受理層中に含有させた場合に、画像の退色防止効果及び変色防止効果を増大させることにあり、硬膜剤としての作用に限定した用途とは異なる。
【0048】
ホウ素化合物の使用量は、画像の退色及び変色防止に対する相乗効果と、良好な塗工安定性とを両立させるために、アルミナ水和物に対して0.5〜5質量%とすることが好ましく、1〜3質量%とすることがより好ましい。使用量が0.5質量%未満である場合は、非吸水性支持体上に形成されるインク受理層がひび割れたり、画像の退色防止効果及び変色防止効果の相乗効果が期待できなくなる場合がある。また5質量%を超える場合には、塗工液がゲル化したり、塗工安定性が悪くなる場合がある。
【0049】
本発明の被記録媒体のインク受理層に含有される下記の一般式(1)で表わされる化合物において、式中、R1は水素原子又はアルキル基を示す。アルキル基は直鎖であっても分枝鎖であってもよい。但し、R1が水素原子の場合は、ナトリウム塩となってもよい。R2及びR3は、水素原子、水酸基、メチル基、メトキシ基、又はターシャリブチル基を示す。R2及びR3はそれぞれ同一でも、各々独立に異なってもよい。
【0050】
上記一般式のR1は、炭素数が3〜18の範囲のアルキル基であることが好ましい。炭素数3以下のアルキル基、又は水素原子の場合は、耐光性や耐オゾン性に効果はあるが、白地部分が黄変する傾向が見られる場合がある。また炭素数が18を超える場合では、低分子量の物と同等の質量をインク受理層に添加しても、実際の分子数、すなわちモル数が少ないため、その効果が十分得られないと同時に効率的ではなくなる場合がある。また、インク吸収性が極端に低下する場合もある。
【0051】
一般式(1)で表わされる化合物としては、具体的には、例えば以下の構造を有する化合物が挙げられる。
【0052】
一般式(1)で表わされる化合物の使用量は、アルミナ水和物に対して3〜20質量%の範囲であることが好ましい。使用量が3質量%未満では、目的とする耐ガス性と耐光性の効果を十分得ることができない場合がある。また、使用量が20質量%を超える場合には、インクの吸収性を悪化させる場合がある。
【0053】
以上が、本件第1発明のインク受理層を構成する必須成分であるが、本件第2発明では、インク受理層の必須成分として、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、上記一般式(1)で表わされる化合物、及び下記一般式(2)で表わされる化合物を含有することを特徴とする。本件第2発明においても、アルミナ水和物、及び水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂については、本件第1発明と同様のものを使用することができる。
【0054】
本件第2発明で用いられる一般式(2)で表わされる化合物において、R4〜R7は、水素原子、アルキル基、アリール基又は−NR8R9で示される基を表わし、R8及びR9は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基又は−NR10C(=S)NR11R12で示される基を示し、R10〜R12は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基を示す。尚、R4及びR5の何れか一方と、R6及びR7の何れか一方とが環を形成していてもよい。また、R4〜R7、R8及びR9、R10〜R12はそれぞれ同一でも、独立に異なっていてもよい。また、アルキル基は直鎖でも分枝鎖でもよい。
R4〜R7がアルキル基である場合は、炭素数1〜10のものが好ましく、アリール基である場合はフェニル基又はナフチル基が好ましい。これらのアルキル基及びアリール基は何れも未置換でもよいし、置換基を有してもよい。
【0055】
一般式(2)で表わされる化合物としては、具体的には、以下のようなものが挙げられる。まず、R4〜R7が、水素原子、アルキル基又はアリール基等である化合物としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【0056】
また、前記一般式(2)において、R4〜R7の少なくとも1個が、−NR8R9で表わされる基である化合物としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【0057】
更に一般式(2)で表わされる化合物において、R4及びR5の何れか一方と、R6及びR7の何れか一方とが環を形成している化合物としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【0058】
上記化合物を一般式(1)で表わされる化合物と同時にインク受容層に含有させた場合、一般式(1)で表わされる化合物のみの場合と比較して、被記録媒体の着色を効果的に抑制することができる。
【0059】
また、本件第2発明において、一般式(1)及び一般式(2)で表わされる化合物を同時にインク受理層中に含有させる場合、一般式(1)及び一般式(2)の総使用量が、アルミナ水和物に対して3〜20質量%であることが好ましく、且つ、一般式(1)及び一般式(2)の混合質量比は、好ましくは、一般式(1):一般式(2)=9:1〜1:9、より好ましくは、6:4〜1:9の範囲である。混合質量比がこの範囲である場合には、画像の変色や退色を効果的に防止することが可能である。
【0060】
本発明の被記録媒体は、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、一般式(1)で表わされる化合物等の必須成分からなる組成物を、必要に応じた量の水性媒体と共に混合して塗工液を調製し、これを支持体の表面に塗布し乾燥させて、インク受理層を形成することで得られる。
【0061】
本発明の被記録媒体の構成としては、支持体上に1層以上のインク受理層を設けたもの、更に一般式(1)で表わされる化合物又は一般式(1)及び一般式(2)で表わされる化合物をインク受理層上にオーバーコートしたもの、或いは塗工液を支持体表面に微量塗工してインク受理層を形成させたもの等の構成が選択できる。本発明では、これらの構成も「支持体の表面にインク受理層が形成された」ものとして包含する。
【0062】
塗工液の水性媒体としては、水又は水に混合可能な有機溶剤との混合溶液であれば特に制限はない。水に混合可能な有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメ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;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類が挙げられる。
【0063】
インク受理層を形成するための塗工液中の固形分濃度は、支持体上にインク受理層を形成できる程度の粘度であれば特に制限はないが、塗工液全質量に対して5〜50質量%が好ましい。固形分濃度が5質量%未満の場合は、インク受理層の膜厚を厚くするために塗工量を増やす必要があり、乾燥に多くの時間とエネルギーを必要とすることから非経済的となる場合がある。また、50質量%を超えると塗工液の粘度が高くなり、塗工性が低下する場合がある。
【0064】
また、前記塗工液には、本発明の効果を妨げない範囲内で各種添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、例えば、界面活性剤、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、インク定着剤、ドット調整剤、着色剤、蛍光増白剤、防腐剤、pH調整剤等を挙げることができる。
【0065】
調製された塗工液を支持体上に塗布する方法としては、公知の任意の塗工法が適用できる。例えば、ブレードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、スロットダイコーティング法、バーコーティング法、グラビアコーティング法、ロールコーティング法等の塗工方式による塗工が可能であり、その後、熱風乾燥機、熱ドラム、遠赤外線乾燥機等の乾燥装置を用いて乾燥することで、支持体上にインク受理層を形成することができる。尚、インク受理層は、前記アルミナ水和物と、本発明の必須成分及びその他の添加剤の組成比を変更して形成してもよく、支持体の片面若しくは両面に形成することも可能である。また、画像の解像度及び搬送性等を向上させる目的で、カレンダー等の装置を用いて平滑化処理してもよい。
【0066】
非吸水性支持体上への塗工液の塗工量として好ましい範囲は、固形分換算で0.5〜60g/m2であり、より好ましい範囲は5〜55g/m2である。塗工量が0.5g/m2未満の場合は、形成されたインク受理層がインクの水分を十分に吸収できず、インクが流れたり、画像が滲んだりする場合がある。60g/m2を超えると、乾燥時にカールが発生したり、印字性能に期待されるほど顕著な効果が現れない場合がある。
【0067】
以上の如き本発明の被記録媒体が、印字品位に優れ、特に長期保存における画像の退色及び変色に対し優れた抑制効果を示す理由については明確ではないが、おそらく一般式(1)で表わされる化合物、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体、及びホウ素化合物との間で何らかの相互作用が生じ、このような効果を発現したものと考えられる。また、一般式(2)で表わされる化合物を一般式(1)で表わされる化合物と同時にインク受理層に含有させた場合に、耐ガス性及び耐光性に関して更に優れた特性を維持しつつ、被記録媒体の黄変を効果的に抑制した理由については、明確ではないが、一般式(1)及び一般式(2)で表わされる化合物の間で何らかの相互作用が生じた結果だと考えられる。
【0068】
尚、本発明の被記録媒体に記録を行う際に使用するインクは特に限定されないが、色材として染料又は無機微粒子を使用し、媒体として水と水溶性有機溶剤との混合物を使用し、該媒体に染料又は顔料を溶解又は分散させた一般的なインクジェット記録用の水性インクを使用することが好ましい。
【0069】
本発明の被記録媒体に、上記インクを付与して画像形成を行う方法としては、インクジェット記録方法が特に好適であり、このインクジェット記録方法としては、インクをノズルより効果的に離脱させて、被記録媒体にインクを付与し得る方法であれば如何なる方法でもよい。特に、特開昭54−59936号公報等に記載されている方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット方式は有効に使用することができる。
【0070】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、以下の実施例中、「部」及び「%」は特に記載が無い限り質量基準である。
<アルミナ水和物の製造>
米国特許明細書第4,242,271号に記載された方法でアルミニウムドデキシドを製造した。次に、米国特許明細書第4,202,870号に記載された方法で、このアルミニウムドデキシドを加水分解してアルミナスラリーを製造した。このアルミナスラリーに、ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の固形分が7.7%になるまで水を加えた。アルミナスラリーのpHは9.4であった。これに3.9%の硝酸溶液を加えてpHを6.0に調整した。
【0071】
次に、上記アルミナスラリーを、オートクレーブを用いて、熟成温度:150℃、熟成時間:6時間にて熟成を行い、コロイダルゾルを得た。このコロイダルゾルを入口温度87℃でスプレードライしてアルミナ水和物粉末とした。得られた粉末は、粒子形状が平板状で、結晶構造がベーマイト構造であるアルミナ水和物であった。更に、イオン交換水中に、このベーマイト構造を有するアルミナ水和物を19%混合することにより、アルミナ水和物分散液Aを調製した。
【0072】
このアルミナ水和物分散液Aを、超音波ホモジナイザーMUS−600CCVP−12((株)日本精機製作所製)を用いて再分散後、遠心分離操作により粗大粒子を取り除き、イオン交換水を加えることで濃度17%のアルミナ水和物分散液Bとした。得られたアルミナ水和物分散液Bの平均粒径と多分散指数は、レーザー粒径解析装置PARIII(大塚電子(株)製)を用いて測定し、ゼータ電位はレーザーゼータ電位計ELS−6000(大塚電子(株)製)を用いて測定した。その結果、平均粒径178.5nm、多分散指数0.1143であり、pH=4.2におけるゼータ電位は+58.6mVであった。
【0073】
<評価1:ガスによる退色・変色抑制効果についての評価方法>
オゾン暴露による退色・変色を、インクジェット記録装置(BJ F900、キヤノン(株)製)を用いて、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、及びブラック(Bk)インクを単色で、且つ、インク量100%でベタ印字した被記録媒体を、オゾン暴露試験機(スガ試験機社製、特注品)に入れて、温度40℃、湿度55%RHの条件下で濃度1ppmのオゾンに4時間暴露し、4色それぞれの光学濃度(Optical Density:OD)を光学反射濃度計(グレタグマクベス社製、RD−918)を用いて測定し、下記の式(A)より試験前後のODの比を算出した。
残存OD率=(試験後のOD/試験前のOD)・・・(A)
【0074】
<評価2:光による退色・変色抑制効果についての評価方法>
上記のインクジェット記録装置を用いて、C、M、Y、及びBkを単色で、且つ、インク量100%でベタ印字した被記録媒体を、アトラス社製Ci3000キセノンフェードメーター(条件:波長340nmにおける放射照度0.39W/m2、温度45℃、湿度70%)に投入し、100時間後に4色それぞれの光学濃度ODを、上記の光学反射濃度計を用いて測定し、測定式(1)より試験前後のOD値の比を算出し評価した。
【0075】
<評価3:光及びガスによる白地部分の黄変抑制効果についての評価方法>
前記評価1及び評価2で用いた試験後の被記録媒体の白地部分における黄変の度合いを、測色色差計ZE2000(日本電色工業(株)製)を用いてL*a*b*(CIEにより規定されている色差表示法のL*a*b*表色系の座標)を測定し、下記の式(B)で定義されるΔE*を計算で求め、下記のように評価を行なった。
ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2・・・(B)
(式中、ΔL*、Δa*及びΔb*は、試験前後のL*a*b*表色系のL*、a*及びb*の座標のそれぞれの差を意味する。)
◎:ΔE*が2.5未満であった。
○:ΔE*が2.5以上、5未満であった。
△:ΔE*が5以上、7.5未満であった。
×:ΔE*が7.5以上であった。
【0076】
<実施例1>
前記のアルミナ水和物分散液Bを100部(固形分17部)に、一般式(1)の化合物として没食子酸(1級、キシダ化学(株)製)の10%メタノール溶液を固形分換算で1.14質量部(アルミナ水和物に対して6.7%)添加されるように混合した後、3%ホウ酸水溶液を固形分換算で0.51部(アルミナ水和物に対して3%)、及びスミレーズレジン1001((メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩酸塩共重合体、住友化学(株)製)を固形分換算で0.17部(アルミナ水和物に対して1%)加えたものと、ポリビニルアルコール(PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、重合度3,500)1.7部(固形分)を水15.3部に溶解したものを混合して塗工液を調製した。次にポリエチレン被覆紙(厚さ224μm、坪量234g/m2、JIS−Z−8741による60度鏡面光沢度64%)を支持体とし、この支持体上に先程調製した塗工液を乾燥塗布量35g/m2となるようにバーコート法にて塗工し、100℃、20分間熱風乾燥してインク受理層を形成させた。このようにして得られた被記録媒体に、インクジェット記録装置(BJ 900、キヤノン(株)製)を用いて単色から4色までのベタ印字を行い、前記評価1、評価2及び評価3を行った。結果を下記表1に示す。
【0077】
<実施例2>
実施例1において、没食子酸を没食子酸エチル(東京化成工業(株)製)に替え、固形分換算で1.33部(アルミナ水和物に対して7.8%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0078】
<実施例3>
実施例1において、没食子酸を没食子酸n−プロピル(1級、キシダ化学(株)製)に替え、固形分換算で1.4部(アルミナ水和物に対して8.4%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0079】
<実施例4>
実施例1において、没食子酸を没食子酸n−ドデシル(東京化成工業(株)製)に替え、固形分換算で2.3部(アルミナ水和物に対して13.3%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0080】
<実施例5>
実施例1において、没食子酸の添加量を0.29部(アルミナ水和物に対して1.7%)に替え、更にジメチルチオウレア(関東化学(株)製)0.56部(アルミナ水和物に対して3.3%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0081】
<実施例6>
実施例3において、没食子酸n−プロピルの添加量を0.39部(アルミナ水和物に対して2.3%)に替え、更にジエチルチオウレア(関東化学(株)製)0.8部(アルミナ水和物に対して4.7%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例3と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0082】
<比較例1>
実施例1において、没食子酸を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0083】
<比較例2>
実施例3において、スミレーズレジン1001及びホウ酸を添加しなかった以外は、実施例3と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0084】
<比較例3>
実施例1において、没食子酸をトリメチルヒドロキノン(東京化成工業(株)製)に替え、固形分換算で1.0部(アルミナ水和物に対して6.0%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0085】
<比較例4>
実施例1において、没食子酸をジブチルヒドロキシトルエン:BHT(特級、キシダ化学(株)製)に替え、固形分換算で1.5部(アルミナ水和物に対して8.7%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0086】
<比較例5>
実施例1において、没食子酸をジメチルチオウレアに替え、固形分換算で0.7部(アルミナ水和物に対して4.1%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0087】
<比較例6>
実施例1において、没食子酸をジエチルチオウレアに替え、固形分換算で0.88部(アルミナ水和物に対して5.2%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0088】
【0089】
以上の実施例1〜4と比較例1〜6から明らかなように、一般式(1)で表わされる化合物をインク受理層に含有させた被記録媒体は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のガス及び光による退色に関して優れた効果を示した。また実施例1〜4、比較例3及び4と実施例5及び6の結果から明らかなように、一般式(2)で表わされる化合物を更にインク受理層に含有させることで、被記録媒体の着色を効果的に抑制することができた。
【0090】
【発明の効果】
支持体上に形成させたアルミナ水和物と水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂を主成分とするインク受理層中に、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体、ホウ素化合物、及び下記一般式(1)で表わされる化合物を含有させることで、画像濃度が高く良好な色調とインク吸収性を示し、銀塩写真と同等の画質であって、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した被記録媒体とすることができた。
更に、一般式(2)で表わされる化合物をインク受理層に含有させると、被記録媒体の着色をより一層効果的に抑制することができた。
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクによる記録に好適な被記録媒体に関する。特に、インクジェット記録方式を利用して写真画像を出力する際に多用される、淡色インクの退色及び変色を効果的に防止することができる、写真画質を長期保存性するのに好適な被記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、インクの微小液滴を種々の作動原理により飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させることで画像や文字等の記録を行う記録方式である。また、インクジェット記録方式は、高速印字性、低騒音性及び記録パターンの融通性に優れ、更に多色化を容易に行うことができ、現像及び画像定着が不要であるといった特徴がある。特に、多色インクジェット方式で形成された画像は、製版方式による多色印刷やカラー写真方式による印画と比較しても遜色のない記録を得ることが可能で、作成部数が少ない場合には通常の印刷技術や写真技術より印刷コストが安価に済むという利点もあることから、近年、各種情報機器の画像記録装置として急速に普及している。例えば、デザイン業界におけるイメージデザインの出力、写真画質が要求される印刷分野におけるカラー版下の作製、頻繁に取り替えられる看板や商品の見本等、フルカラー画像記録が必要な分野へと幅広く応用されつつある。
【0003】
このようなインクジェット記録方式において、記録の高速化、高精細化、或いはフルカラー化といった記録特性を向上させるため、記録装置や記録方法の改良が行われてきたが、それに伴い被記録媒体にもより高度な特性が要求されるようになってきた。即ち、被記録媒体に求められる特性としては、印字ドットの濃度が高く鮮やかで明るい色調が出せること、コントラストが高いこと、印字ドットが重なってもインクが流れ出したり、滲んだりしないような高いインク吸収性を有すること、インクの横方向への拡散が必要以上に大きくならず真円に近い印字ドット形状であること、更にドットの周辺が滑らかで、ぼやけないこと等が挙げられる。
【0004】
これらの要求に対して、従来から幾つかの提案がなされてきた。例えば、特許文献1には、低サイズ原紙に表面加工用の塗料を薄く塗布し、インクの吸収性を高めた一般紙タイプの被記録媒体が開示されている。特許文献2、3及び4には、前記一般紙タイプの欠点となっていた、ドットの形状、濃度或いは色調の再現性を改善するために、基材上にシリカ等の含ケイ素系無機顔料と水系バインダーからなる塗工液を塗布した、コートタイプの被記録媒体が開示されている。更に、銀塩写真並みの表面光沢性を得るために、インク受理層にキャスト処理を施したり、或いはインク受理層に吸水性ポリマーを使用することが試みられたが、前者では十分な光沢性が得られず、後者ではシリカ等の無機顔料からなるインク受理層に比べ、インクの吸収速度が遅いという欠点があった。
【0005】
そこで、インク受理層の吸収性、光沢性、及び透明性を高めたものとして、微細なアルミナ水和物を水溶性のバインダーとともに支持体上に塗布した被記録媒体が提案された。例えば、特許文献5には、多孔質のカチオン性アルミナ水和物を含有した塗工層を有する記録紙が開示されている。また、特許文献6、7、8、9、10、11及び12では、擬ベーマイト構造を有するアルミナ水和物を含有した記録シートが開示されている。特に、特許文献9や特許文献13には、擬ベーマイト構造のアルミナゾルと、ホウ酸又はホウ酸塩を含有する記録シートが開示されている。このような無機微粒子を含有した被記録媒体は空隙が多く、インクの吸収性に優れ、良好な光沢が得られるため、銀塩写真と同等の画像を得ることが可能である。しかし、大気中のオゾン、窒素酸化物、硫黄酸化物等の酸性ガスにより著しく変色或いは退色し、ひどい場合には1週間と経たずに画像の色味が変化してしまう。
【0006】
このような問題を回避するために、各種酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を含有させた被記録媒体が提案されている。
【0007】
例えば耐ガス性向上を目的として、特許文献14ではチオエーテル系化合物、特許文献15ではヒドラジド系化合物、特許文献16及び特許文献17には、チオ尿素誘導体、チオセミカルバジド誘導体、チオカルボヒドラジド誘導体等を含有させた被記録媒体が開示されている。また、特許文献18では、チオ尿素誘導体、チオセミカルバジド誘導体及びチオカルボヒドラジド誘導体からの1種類と、ヨウ素、ヨウ化物、ジチオカルバミン酸、チオシアン酸塩及びチオシアン酸エステルからの1種類とをそれぞれ含有させた被記録媒体が開示されている。
【0008】
耐光性を向上させる方法としては、例えば、特許文献19、20及び21では、フェノール系酸化防止剤、ベンゾフェノン系或いはベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を含有させた被記録媒体が開示されている。
【0009】
また、特許文献22ではヒンダードアミン系化合物を含有した被記録媒体が、特許文献15ではヒドラジド系化合物を含有した被記録媒体がそれぞれ提案されている。
【0010】
しかしながら、これらの従来公知の被記録媒体に耐ガス性や耐光性を付与する手法は、必ずしもその効果をあげてはおらず、その特性向上に関しては未だ十分とはいえない。また上記化合物の多くは、自身の変質や酸化により被記録媒体の未印字部分を着色してしまうといった弊害があり、実際に使用するのは困難である。
【0011】
【特許文献1】
特開昭52−53012号公報
【特許文献2】
特開昭55−51583号公報
【特許文献3】
特開昭59−230787号公報
【特許文献4】
特開昭64−11877号公報
【特許文献5】
特開昭60−232990号公報
【特許文献6】
特開平2−276670号公報
【特許文献7】
特開平6−48016号公報
【特許文献8】
特開平6−55829号公報
【特許文献9】
特開平7−76161号公報
【特許文献10】
特開平8−22608号公報
【特許文献11】
特開平10−44585号公報
【特許文献12】
特開平11−34484号公報
【特許文献13】
特開2000−239578号公報
【特許文献14】
特開平1−115677号公報
【特許文献15】
特開昭61−154989号公報
【特許文献16】
特公平4−34953号公報
【特許文献17】
特開平7−314883号公報
【特許文献18】
特開平8−25796号公報
【特許文献19】
特開昭57−74192号公報
【特許文献20】
特開昭57−87989号公報
【特許文献21】
特開昭60−72785号公報
【特許文献22】
特開昭61−146591号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の実態に鑑みてなされたものであり、画像濃度が高く良好な色調とインク吸収性を示し、銀塩写真と同等の画質であって、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した被記録媒体を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、画像濃度が高く良好な色調とインク吸収性を示し、銀塩写真と同等の画質であって、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した、長期保存に好適な被記録媒体を得るために鋭意検討を重ねた結果、アルミナ水和物と水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂を主成分としたインク受理層に特定の化合物を含有させた場合に、前述した課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】
即ち第1の発明は、支持体の少なくとも一方の面に、少なくとも1層のインク受理層が形成された被記録媒体において、該インク受理層が、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、ホウ素化合物、(メタ)アクリルアミド(アクリルアミドとメタクリルアミドの両方を含む表記として使用する。)−ジアリルアミン塩共重合体、及び下記の一般式(1)で表わされる化合物を含有することを特徴とする被記録媒体である。
(式中、R1は水素原子又はアルキル基を示す。但し、R1が水素原子の場合は、ナトリウム塩となってもよい。R2及びR3は、水素原子、水酸基、メチル基、メトキシ基、又はターシャリブチル基を示す。)
【0015】
また、第2の発明は、支持体の少なくとも一方の面に、少なくとも1層のインク受理層が形成された被記録媒体において、該インク受理層が、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、上記一般式(1)で表わされる化合物、及び下記一般式(2)で表わされる化合物を含有することを特徴とする被記録媒体である。
(式中、R4〜R7は、水素原子、アルキル基、アリール基又は−NR8R9で示される基を表わし、R8及びR9は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基又は−NR10C(=S)NR11R12で示される基を示し、R10〜R12は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基を示す。尚、R4及びR5の何れか一方と、R6及びR7の何れか一方とが環を形成していてもよい。)
【0016】
上記本発明の被記録媒体において、前記アルミナ水和物は、ベーマイト又は擬ベーマイト構造であることが好ましい。
【0017】
上記本発明の被記録媒体において、前記アルミナ水和物の水分散体のpH=3.5〜4.5におけるゼータ電位の値が、+40mV以上であることが好ましい。
【0018】
また上記本発明の被記録媒体において、ホウ素化合物は、ホウ酸又はホウ酸塩であることが好ましい。
【0019】
以上のようなインク受理層を有する本発明の被記録媒体は、画像濃度が高く、良好な色調とインク吸収性を示し、銀塩写真と同等の画質であって、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した被記録媒体である。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳しく説明する。本発明で使用される支持体は、特に限定されるものではないが、例えば、上質紙、中質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙等の紙類;合成紙;白色プラスチックフィルム、透明プラスチックフィルム、半透明プラスチックフィルム等のプラスチックフィルム;樹脂被覆紙等を使用することができる。支持体の厚さは特に限定されるものではないが、取り扱い易さやコストの点から、好ましくは25〜500μm、より好ましくは50〜300μmである。
【0021】
支持体としては、印刷物の光沢をより効果的に発現させるために、インク受理層を構成する水系組成物に対するバリヤー性の高い支持体が好ましい。即ち、白色プラスチックフィルムや、原紙に熱可塑性樹脂組成物等を被覆したラミネート紙(樹脂被覆紙)等が好ましい。具体的には、例えば、酸化チタンや硫酸バリウム等の顔料を配合したり、多孔性化することにより不透明化したポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の白色プラスチックフィルム;原紙にポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたいわゆるラミネート紙(樹脂被覆紙)が好適である。
【0022】
上記のなかでも、好ましく用いられる支持体は、インク受理層の設けられる少なくとも一方の面を被覆したポリオレフィン樹脂被覆紙であり、より好ましくは、両面を被覆したポリオレフィン被覆紙である。ポリオレフィン被覆紙の好ましい形態は、JIS−B0601による中心線平均粗さが0.5μm以下で、且つ、JIS−Z−8741による60度鏡面光沢度が25〜75%のものである。
【0023】
また、樹脂被覆紙を用いる場合、厚さには特に制限はないが、30〜500μmであることが好ましく、50〜300μmであることがより好ましい。厚さが30μmより薄いと、被記録媒体としての剛性が低く、手にした時の感触や、質感、或いは不透明性が低下する等の不都合が生じる場合がある。また、500μmより厚いと剛直になり扱いにくく、プリンターでの給紙走行中のトラブル発生の原因となることがある。また重さにも特に制限はないが、30〜500g/m2の範囲であることが好ましい。
【0024】
その他にも、支持体としては、ガラス又は金属等からなるシート等を使用してもよい。また、これら支持体とインク受理層との接着強度を向上させるため、支持体表面にコロナ放電処理や各種アンダーコート処理を施すことも可能である。
【0025】
次に、本発明の被記録媒体のインク受理層に含有されるアルミナ水和物は、インク吸収能が高く、発色性に優れ、高品位の画像が形成可能であるインク受理層を形成できることが好ましい。
【0026】
高光沢、且つ、高透明性のインク受理層を得るためには、アルミナ水和物の平均粒子径が150〜250nmで、且つ、多分散指数(μ/<Γ>2)が0.01〜0.20の範囲であることが好ましく、更に、多分散指数が0.01〜0.18の範囲であることがより好ましい。アルミナ水和物の平均粒径が150nmより小さい場合には、インク受理層のインク吸収性が低下し、インクの吐出量が多いプリンターや、高速出力するプリンターで印字した際に滲みやビーディングが発生するおそれがある。一方、平均粒径が250nmより大きい場合には、インク受理層の透明性が低下するとともに、耐ガス性が低下する場合がある。また、多分散指数が0.20を超える場合も、平均粒径の場合と同様に、インク受理層の透明性、印字濃度及び光沢が低下することがある。
【0027】
尚、本発明でいう平均粒子径、多分散指数とは、動的光散乱法によって測定され、「高分子の構造(2)散乱実験と形態観察 第1章 光散乱」(共立出版 高分子学会編)、或いはJ.Chem.Phys.,70(B),15Apl.,3965(1979)に記載のキュムラント法を用いた解析から求めることができる。動的光散乱の理論によれば、異なる粒径を持つ微粒子が混在している場合、散乱光からの時間相関関数の減衰に分布を有する。この時間相関関数をキュムラント法を用いて解析することで、減衰速度の平均(<Γ>)と分散(μ)が求められる。減衰速度(Γ)は、粒子の拡散係数と散乱ベクトルの関数で表わされるため、ストークス−アインシュタイン式を用いて、流体力学的平均粒径を求めることができる。従って、減衰速度の分散(μ)を平均の二乗(<Γ>2)で除した多分散指数(μ/<Γ>2)は、粒径の散らばりの度合いを表わしており、値が0に近づく程、粒径の分布は狭くなることを意味する。本発明で定義される平均粒径及び多分散指数は、例えば、レーザー粒径解析装置 PARIII(大塚電子(株)製)等を用いて容易に測定することができる。
【0028】
上記のアルミナ水和物は、ベーマイト構造、又は擬ベーマイト構造を有するものであることが好ましい。アルミナ水和物は下記の一般式(3)により表わされる。
Al2O3-n(OH)2n・mH2O (3)
上式中、nは、0、1、2又は3の何れかの整数を表わし、mは0〜10、好ましくは0〜5の値を表わす。mH2Oは、多くの場合結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相を表わすものであるため、mは整数でない値をとることができる。また、この種のアルミナ水和物をか焼すると、mは0の値に達することがあり得る。
【0029】
一般に、ベーマイト構造を示すアルミナ水和物の結晶は、その(020)面が巨大平面を形成する層状化合物であり、X線回折図形に特有の回折ピークを示す。ベーマイト構造としては、完全ベーマイトの他に擬ベーマイトと称する、過剰な水を(020)面の層間に含んだ構造を取ることもできる。この擬ベーマイトのX線回折図形は、完全なベーマイトよりも幅広な回折ピークを示す。完全ベーマイトと擬ベーマイトは明確に区別できるものではないので、以下特に断らない限り、両者を含めてベーマイト構造を示すアルミナ水和物という。
【0030】
ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の製造方法は特に限定されないが、例えば、アルミニウムアルコキシドの加水分解、又はアルミン酸ナトリウムの加水分解等の公知の方法で製造することができる。また、特開昭56−120508号公報に開示されているように、X線回折的に無定形のアルミナ水和物を、水の存在下、50℃以上で加熱処理することによってベーマイト構造に変えて用いることもできる。ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の製造方法として特に好ましく用いることができる方法は、長鎖のアルミニウムアルコキシドに対して、酸を添加して加水分解及び解膠を行うことによってアルミナ水和物を得る方法である。
【0031】
長鎖のアルミニウムアルコキシドとは、例えば、炭素数が5以上のアルコキシドであり、更に炭素数12〜22のアルコキシドを用いてアルミナ水和物を得ると、後述するようにアルコール分の除去及びアルミナ水和物の形状制御が容易になるため好ましい。
【0032】
上記方法において、長鎖のアルミニウムアルコキシドに添加する酸としては、有機酸又は無機酸の中から1種又は2種以上を自由に選択して用いることができるが、加水分解の反応効率及び得られたアルミナ水和物の形状制御や分散性の点からは無機酸が好ましく、硝酸が最も好ましい。この工程の後に、水熱合成等を行って粒子径を制御することも可能である。硝酸を含むアルミナ水和物分散液を用いて水熱合成を行うと、水溶液中の硝酸がアルミナ水和物表面に硝酸根として取り込まれて、水分散性を向上させることができる。
【0033】
上記方法には、アルミナヒドロゲルやカチオン性アルミナを製造する方法と比較して、各種イオン等の不純物が混入しにくいという利点がある。更に、長鎖のアルミニウムアルコキシドは、加水分解後のアルコールが除去し易いため、アルミニウムイソプロポキシド等の短鎖のアルコキシドを用いる場合と比較して、アルミナ水和物の脱アルコールを完全に行うことができるという利点がある。
【0034】
また、前記方法で合成されたアルミナ水和物の分散液を、更に粉砕分散機等を用いた物理的な手段で、所望とする粒径にすることも可能である。粉砕分散機としては、公知の様々な分散機を使用することが可能で、例えば、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、湿式メディア型粉砕機(サンドミル、ボールミル)、連続式高速撹拌型分散機、超音波分散機等が挙げられる。具体的には、マントンゴーリンホモジナイザー、ソノレータ(同栄商事社製)、マイクロフルイタイザー(みずほ工業社製)、ナノマイザー(月島機械社製)、アルティマイザー(伊藤忠産機社製)、パールミル、グレンミル、トルネード(浅田鉄鋼社製)、ビスコミル(アイメックス社製)、マイティーミル、RSミル、SΓミル(井上製作所製)、荏原マイルダー(荏原製作所製)、ファインフローミル、キャビトロン(大平洋機工社製)等が挙げられる。
【0035】
上記アルミナ水和物水分散体としては、pH=3.5〜4.5におけるゼータ(ζ)電位が、+40mV以上のものを用いることが好ましい。ゼータ電位の値が+40mV以上である場合はアルミナ水和物粒子の粒子間の静電気的反発が強くなり、分散体の安定性が高くなる。しかし、+40mV未満になると、アルミナ水和物粒子の凝集が起こりやすくなる場合がある。また、一般に塗工剤の調整によく使用される添加剤は、アルミナ水和物分散体のゼータ電位を低下させることがあるため、これら添加物を含有する塗工液を安定に分散させるためには、ゼータ電位の値が高いほど好ましい。
【0036】
一般的に、固体微粒子を溶媒に分散させると、粒子はプラス或いはマイナスに帯電し、固体微粒子表面には粒子とは反対の符号を持った対イオンが静電気的に引き寄せられる。一方、対イオンは熱運動で拡散しているため、固体表面の近傍では対イオンの密度が高く、遠ざかるにつれて次第に低下していくようなイオン分布(イオン雰囲気)、つまり拡散電気二重層を形成する。拡散電気二重層中で、特に固体表面近傍では対イオンが強く引き寄せられ、固体表面に固定されているシュテルン層と呼ばれる層が存在し、またシュテルン層の外側にあるイオン雰囲気は拡散層と呼ばれる。
【0037】
一般に固体微粒子表面の電位は、固体表面に近いほうから表面電位、シュテルン層中心面のシュテルン電位、更に本発明で定義されるゼータ電位(シュテルン層と拡散層との境界面に近い滑り面における電位(滑り面:固体粒子が電気泳動する際に、固体微粒子表面、シュテルン層の移動度に比べ、滑り面より外側の拡散層は遅れて運動する))に分類される。ゼータ電位は、例えば、電気泳動型光散乱光度計ELS−8000(大塚電子株式会社製)等を用いて容易に測定することができ、測定値の絶対値が増加するほど粒子間の反発が強くなり固体粒子の分散安定性がよくなる。
【0038】
本件第1の発明においては、上記のアルミナ水和物と共に、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、ホウ素化合物、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体、及び前記一般式(1)で表わされる化合物を用いてインク受理層を形成することを特徴としている。
【0039】
本件第1の発明の、被記録媒体のインク受理層に含有される水溶性樹脂又は水分散性樹脂としては、例えば、ゼラチン、カゼイン及びそれらの変性物;メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体;完全又は部分ケン化のポリビニルアルコール又はその変性物(カチオン変性、アニオン変性、シラノール変性等);尿素系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、エピクロルヒドリン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸又はその共重合体、アクリルアミド系樹脂、無水マレイン酸系共重合体、ポリエステル系樹脂、SBRラテックス、NBRラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス及びこれらの各種重合体ラテックスにカチオン性基又はアニオン性基を付与した官能基変性重合体ラテックス類等が挙げられる。なかでも好ましいのは、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビニルアルコールである。特に、平均重合度が1,500〜5,000のものが好ましい。ケン化度は85〜100モル%未満のものが好ましく、87〜99.5モル%のものが特に好ましい。また、これらの水溶性樹脂又は水分散性樹脂は、単独或いは複数種混合して用いることができる。
【0040】
アルミナ水和物と水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂の混合質量比は、好ましくはアルミナ水和物:水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂=1:1〜30:1、より好ましくは3:1〜20:1の範囲である。水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂の量がこれらの範囲内であれば、形成されたインク受理層のひび割れや粉落ちが発生し難くなり、インク吸収性も良好なものとなる。
【0041】
本件第1の発明の被記録媒体のインク受理層に含有される(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体は、(メタ)アクリルアミドと、ジアリルアミンの塩酸塩や4級塩を主構成成分とするカチオン性の共重合体である。尚、(メタ)アクリルアミドと共重合させるジアリルアミン類として、ジアルキルジアリルアミンのような4級アミンを用いた場合は、得られる共重合体も4級塩となり、3級又は2級アミンを用いた場合は、製造工程や後の中和工程で使用した無機酸により、塩となる陰イオン(例えば、塩酸塩)が決定される。該共重合体中のジアリルアミン類のモル分率は、一般的には0.1〜0.99の範囲、好ましくは0.15〜0.95の範囲であり、(メタ)アクリルアミドのモル分率は、一般的には0.01〜0.9の範囲、好ましくは0.05〜0.85の範囲である。ジアリルアミン類のモル分率が0.1未満になると、インクジェット記録後の画像の耐水性やマイグレーション防止の効果が充分に発揮されないため、その量を極端に少なくすることはあまり現実的ではない。また、該共重合体中の高分子鎖中のモノマー配列としては、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、マルチブロック共重合体等の何れの構造でもよい。
【0042】
上記の(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体の重量平均分子量としては特に限定されないが、好ましくは1,000〜200,000、より好ましくは5,000〜200,000の範囲内である。重量平均分子量が1,000未満の場合は、記録画像の耐水性が不十分になる場合があり、200,000を超えると、塗工液の粘性が高くなって塗工液が扱い難くなる場合があるからである。
【0043】
一般に、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体のようなカチオン性共重合体は、被記録媒体の耐水性を改善する目的で染料固着剤として使用される。このような染料固着剤は、アニオン性の基を持つ染料と塩を形成し、染料を水に対して不溶化するので画像の耐水性が向上する。しかし、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体を、一般式(1)で表わされる化合物とホウ素化合物が同時に存在するインク受理層に使用した場合、単に耐水性や染料のマイグレーション防止効果が付与されるだけでなく、画像の退色及び変色に対する防止効果を更に向上させることが可能である。
【0044】
また、一般的に高分子量のカチオン性樹脂は、分子構造的な立体障害により染料分子との結合効率が低下する傾向があり、微量添加した場合の耐水効果が低い。そのため、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩酸塩共重合体の使用量としては、アルミナ水和物に対して0.1〜10質量%の範囲であることが好ましい。使用量が0.1質量%より少ない場合には、目的とする耐水性の効果を十分得ることができず、また使用量が10質量%を超える場合には、画像の色調が全体的に変わってしまったり、耐光性を低下させるおそれがある。
【0045】
本件第1の発明の被記録媒体のインク受理層に含有されるホウ素化合物とは、ホウ酸又はホウ酸塩等のようなホウ素原子を中心とした酸素酸又はその塩であり、具体的には、例えば、オルトホウ酸、メタホウ酸、次ホウ酸、四ホウ酸、五ホウ酸及びそれらの塩等が挙げられる。
【0046】
一般にホウ酸は、親水性ポリマーによって形成される皮膜の造膜性、耐水性及び皮膜強度を改善するための硬膜剤として使用されている。硬膜剤は、使用するポリマーが持つ反応性基の種類によって様々なものが選択されるが、例えば、ポリビニルアルコール系の樹脂であれば、エポキシ系硬膜剤や、ホウ酸或いは水溶性アルミニウム塩等の無機系硬膜剤が用いられている。
【0047】
しかし、本件第1の発明におけるホウ素化合物の役割は、特に一般式(1)で表わされる化合物と共に被吸水性支持体上に形成されたインク受理層中に含有させた場合に、画像の退色防止効果及び変色防止効果を増大させることにあり、硬膜剤としての作用に限定した用途とは異なる。
【0048】
ホウ素化合物の使用量は、画像の退色及び変色防止に対する相乗効果と、良好な塗工安定性とを両立させるために、アルミナ水和物に対して0.5〜5質量%とすることが好ましく、1〜3質量%とすることがより好ましい。使用量が0.5質量%未満である場合は、非吸水性支持体上に形成されるインク受理層がひび割れたり、画像の退色防止効果及び変色防止効果の相乗効果が期待できなくなる場合がある。また5質量%を超える場合には、塗工液がゲル化したり、塗工安定性が悪くなる場合がある。
【0049】
本発明の被記録媒体のインク受理層に含有される下記の一般式(1)で表わされる化合物において、式中、R1は水素原子又はアルキル基を示す。アルキル基は直鎖であっても分枝鎖であってもよい。但し、R1が水素原子の場合は、ナトリウム塩となってもよい。R2及びR3は、水素原子、水酸基、メチル基、メトキシ基、又はターシャリブチル基を示す。R2及びR3はそれぞれ同一でも、各々独立に異なってもよい。
【0050】
上記一般式のR1は、炭素数が3〜18の範囲のアルキル基であることが好ましい。炭素数3以下のアルキル基、又は水素原子の場合は、耐光性や耐オゾン性に効果はあるが、白地部分が黄変する傾向が見られる場合がある。また炭素数が18を超える場合では、低分子量の物と同等の質量をインク受理層に添加しても、実際の分子数、すなわちモル数が少ないため、その効果が十分得られないと同時に効率的ではなくなる場合がある。また、インク吸収性が極端に低下する場合もある。
【0051】
一般式(1)で表わされる化合物としては、具体的には、例えば以下の構造を有する化合物が挙げられる。
【0052】
一般式(1)で表わされる化合物の使用量は、アルミナ水和物に対して3〜20質量%の範囲であることが好ましい。使用量が3質量%未満では、目的とする耐ガス性と耐光性の効果を十分得ることができない場合がある。また、使用量が20質量%を超える場合には、インクの吸収性を悪化させる場合がある。
【0053】
以上が、本件第1発明のインク受理層を構成する必須成分であるが、本件第2発明では、インク受理層の必須成分として、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、上記一般式(1)で表わされる化合物、及び下記一般式(2)で表わされる化合物を含有することを特徴とする。本件第2発明においても、アルミナ水和物、及び水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂については、本件第1発明と同様のものを使用することができる。
【0054】
本件第2発明で用いられる一般式(2)で表わされる化合物において、R4〜R7は、水素原子、アルキル基、アリール基又は−NR8R9で示される基を表わし、R8及びR9は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基又は−NR10C(=S)NR11R12で示される基を示し、R10〜R12は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基を示す。尚、R4及びR5の何れか一方と、R6及びR7の何れか一方とが環を形成していてもよい。また、R4〜R7、R8及びR9、R10〜R12はそれぞれ同一でも、独立に異なっていてもよい。また、アルキル基は直鎖でも分枝鎖でもよい。
R4〜R7がアルキル基である場合は、炭素数1〜10のものが好ましく、アリール基である場合はフェニル基又はナフチル基が好ましい。これらのアルキル基及びアリール基は何れも未置換でもよいし、置換基を有してもよい。
【0055】
一般式(2)で表わされる化合物としては、具体的には、以下のようなものが挙げられる。まず、R4〜R7が、水素原子、アルキル基又はアリール基等である化合物としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【0056】
また、前記一般式(2)において、R4〜R7の少なくとも1個が、−NR8R9で表わされる基である化合物としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【0057】
更に一般式(2)で表わされる化合物において、R4及びR5の何れか一方と、R6及びR7の何れか一方とが環を形成している化合物としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【0058】
上記化合物を一般式(1)で表わされる化合物と同時にインク受容層に含有させた場合、一般式(1)で表わされる化合物のみの場合と比較して、被記録媒体の着色を効果的に抑制することができる。
【0059】
また、本件第2発明において、一般式(1)及び一般式(2)で表わされる化合物を同時にインク受理層中に含有させる場合、一般式(1)及び一般式(2)の総使用量が、アルミナ水和物に対して3〜20質量%であることが好ましく、且つ、一般式(1)及び一般式(2)の混合質量比は、好ましくは、一般式(1):一般式(2)=9:1〜1:9、より好ましくは、6:4〜1:9の範囲である。混合質量比がこの範囲である場合には、画像の変色や退色を効果的に防止することが可能である。
【0060】
本発明の被記録媒体は、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、一般式(1)で表わされる化合物等の必須成分からなる組成物を、必要に応じた量の水性媒体と共に混合して塗工液を調製し、これを支持体の表面に塗布し乾燥させて、インク受理層を形成することで得られる。
【0061】
本発明の被記録媒体の構成としては、支持体上に1層以上のインク受理層を設けたもの、更に一般式(1)で表わされる化合物又は一般式(1)及び一般式(2)で表わされる化合物をインク受理層上にオーバーコートしたもの、或いは塗工液を支持体表面に微量塗工してインク受理層を形成させたもの等の構成が選択できる。本発明では、これらの構成も「支持体の表面にインク受理層が形成された」ものとして包含する。
【0062】
塗工液の水性媒体としては、水又は水に混合可能な有機溶剤との混合溶液であれば特に制限はない。水に混合可能な有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメ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;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類が挙げられる。
【0063】
インク受理層を形成するための塗工液中の固形分濃度は、支持体上にインク受理層を形成できる程度の粘度であれば特に制限はないが、塗工液全質量に対して5〜50質量%が好ましい。固形分濃度が5質量%未満の場合は、インク受理層の膜厚を厚くするために塗工量を増やす必要があり、乾燥に多くの時間とエネルギーを必要とすることから非経済的となる場合がある。また、50質量%を超えると塗工液の粘度が高くなり、塗工性が低下する場合がある。
【0064】
また、前記塗工液には、本発明の効果を妨げない範囲内で各種添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、例えば、界面活性剤、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、インク定着剤、ドット調整剤、着色剤、蛍光増白剤、防腐剤、pH調整剤等を挙げることができる。
【0065】
調製された塗工液を支持体上に塗布する方法としては、公知の任意の塗工法が適用できる。例えば、ブレードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、スロットダイコーティング法、バーコーティング法、グラビアコーティング法、ロールコーティング法等の塗工方式による塗工が可能であり、その後、熱風乾燥機、熱ドラム、遠赤外線乾燥機等の乾燥装置を用いて乾燥することで、支持体上にインク受理層を形成することができる。尚、インク受理層は、前記アルミナ水和物と、本発明の必須成分及びその他の添加剤の組成比を変更して形成してもよく、支持体の片面若しくは両面に形成することも可能である。また、画像の解像度及び搬送性等を向上させる目的で、カレンダー等の装置を用いて平滑化処理してもよい。
【0066】
非吸水性支持体上への塗工液の塗工量として好ましい範囲は、固形分換算で0.5〜60g/m2であり、より好ましい範囲は5〜55g/m2である。塗工量が0.5g/m2未満の場合は、形成されたインク受理層がインクの水分を十分に吸収できず、インクが流れたり、画像が滲んだりする場合がある。60g/m2を超えると、乾燥時にカールが発生したり、印字性能に期待されるほど顕著な効果が現れない場合がある。
【0067】
以上の如き本発明の被記録媒体が、印字品位に優れ、特に長期保存における画像の退色及び変色に対し優れた抑制効果を示す理由については明確ではないが、おそらく一般式(1)で表わされる化合物、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体、及びホウ素化合物との間で何らかの相互作用が生じ、このような効果を発現したものと考えられる。また、一般式(2)で表わされる化合物を一般式(1)で表わされる化合物と同時にインク受理層に含有させた場合に、耐ガス性及び耐光性に関して更に優れた特性を維持しつつ、被記録媒体の黄変を効果的に抑制した理由については、明確ではないが、一般式(1)及び一般式(2)で表わされる化合物の間で何らかの相互作用が生じた結果だと考えられる。
【0068】
尚、本発明の被記録媒体に記録を行う際に使用するインクは特に限定されないが、色材として染料又は無機微粒子を使用し、媒体として水と水溶性有機溶剤との混合物を使用し、該媒体に染料又は顔料を溶解又は分散させた一般的なインクジェット記録用の水性インクを使用することが好ましい。
【0069】
本発明の被記録媒体に、上記インクを付与して画像形成を行う方法としては、インクジェット記録方法が特に好適であり、このインクジェット記録方法としては、インクをノズルより効果的に離脱させて、被記録媒体にインクを付与し得る方法であれば如何なる方法でもよい。特に、特開昭54−59936号公報等に記載されている方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット方式は有効に使用することができる。
【0070】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、以下の実施例中、「部」及び「%」は特に記載が無い限り質量基準である。
<アルミナ水和物の製造>
米国特許明細書第4,242,271号に記載された方法でアルミニウムドデキシドを製造した。次に、米国特許明細書第4,202,870号に記載された方法で、このアルミニウムドデキシドを加水分解してアルミナスラリーを製造した。このアルミナスラリーに、ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の固形分が7.7%になるまで水を加えた。アルミナスラリーのpHは9.4であった。これに3.9%の硝酸溶液を加えてpHを6.0に調整した。
【0071】
次に、上記アルミナスラリーを、オートクレーブを用いて、熟成温度:150℃、熟成時間:6時間にて熟成を行い、コロイダルゾルを得た。このコロイダルゾルを入口温度87℃でスプレードライしてアルミナ水和物粉末とした。得られた粉末は、粒子形状が平板状で、結晶構造がベーマイト構造であるアルミナ水和物であった。更に、イオン交換水中に、このベーマイト構造を有するアルミナ水和物を19%混合することにより、アルミナ水和物分散液Aを調製した。
【0072】
このアルミナ水和物分散液Aを、超音波ホモジナイザーMUS−600CCVP−12((株)日本精機製作所製)を用いて再分散後、遠心分離操作により粗大粒子を取り除き、イオン交換水を加えることで濃度17%のアルミナ水和物分散液Bとした。得られたアルミナ水和物分散液Bの平均粒径と多分散指数は、レーザー粒径解析装置PARIII(大塚電子(株)製)を用いて測定し、ゼータ電位はレーザーゼータ電位計ELS−6000(大塚電子(株)製)を用いて測定した。その結果、平均粒径178.5nm、多分散指数0.1143であり、pH=4.2におけるゼータ電位は+58.6mVであった。
【0073】
<評価1:ガスによる退色・変色抑制効果についての評価方法>
オゾン暴露による退色・変色を、インクジェット記録装置(BJ F900、キヤノン(株)製)を用いて、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、及びブラック(Bk)インクを単色で、且つ、インク量100%でベタ印字した被記録媒体を、オゾン暴露試験機(スガ試験機社製、特注品)に入れて、温度40℃、湿度55%RHの条件下で濃度1ppmのオゾンに4時間暴露し、4色それぞれの光学濃度(Optical Density:OD)を光学反射濃度計(グレタグマクベス社製、RD−918)を用いて測定し、下記の式(A)より試験前後のODの比を算出した。
残存OD率=(試験後のOD/試験前のOD)・・・(A)
【0074】
<評価2:光による退色・変色抑制効果についての評価方法>
上記のインクジェット記録装置を用いて、C、M、Y、及びBkを単色で、且つ、インク量100%でベタ印字した被記録媒体を、アトラス社製Ci3000キセノンフェードメーター(条件:波長340nmにおける放射照度0.39W/m2、温度45℃、湿度70%)に投入し、100時間後に4色それぞれの光学濃度ODを、上記の光学反射濃度計を用いて測定し、測定式(1)より試験前後のOD値の比を算出し評価した。
【0075】
<評価3:光及びガスによる白地部分の黄変抑制効果についての評価方法>
前記評価1及び評価2で用いた試験後の被記録媒体の白地部分における黄変の度合いを、測色色差計ZE2000(日本電色工業(株)製)を用いてL*a*b*(CIEにより規定されている色差表示法のL*a*b*表色系の座標)を測定し、下記の式(B)で定義されるΔE*を計算で求め、下記のように評価を行なった。
ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2・・・(B)
(式中、ΔL*、Δa*及びΔb*は、試験前後のL*a*b*表色系のL*、a*及びb*の座標のそれぞれの差を意味する。)
◎:ΔE*が2.5未満であった。
○:ΔE*が2.5以上、5未満であった。
△:ΔE*が5以上、7.5未満であった。
×:ΔE*が7.5以上であった。
【0076】
<実施例1>
前記のアルミナ水和物分散液Bを100部(固形分17部)に、一般式(1)の化合物として没食子酸(1級、キシダ化学(株)製)の10%メタノール溶液を固形分換算で1.14質量部(アルミナ水和物に対して6.7%)添加されるように混合した後、3%ホウ酸水溶液を固形分換算で0.51部(アルミナ水和物に対して3%)、及びスミレーズレジン1001((メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩酸塩共重合体、住友化学(株)製)を固形分換算で0.17部(アルミナ水和物に対して1%)加えたものと、ポリビニルアルコール(PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、重合度3,500)1.7部(固形分)を水15.3部に溶解したものを混合して塗工液を調製した。次にポリエチレン被覆紙(厚さ224μm、坪量234g/m2、JIS−Z−8741による60度鏡面光沢度64%)を支持体とし、この支持体上に先程調製した塗工液を乾燥塗布量35g/m2となるようにバーコート法にて塗工し、100℃、20分間熱風乾燥してインク受理層を形成させた。このようにして得られた被記録媒体に、インクジェット記録装置(BJ 900、キヤノン(株)製)を用いて単色から4色までのベタ印字を行い、前記評価1、評価2及び評価3を行った。結果を下記表1に示す。
【0077】
<実施例2>
実施例1において、没食子酸を没食子酸エチル(東京化成工業(株)製)に替え、固形分換算で1.33部(アルミナ水和物に対して7.8%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0078】
<実施例3>
実施例1において、没食子酸を没食子酸n−プロピル(1級、キシダ化学(株)製)に替え、固形分換算で1.4部(アルミナ水和物に対して8.4%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0079】
<実施例4>
実施例1において、没食子酸を没食子酸n−ドデシル(東京化成工業(株)製)に替え、固形分換算で2.3部(アルミナ水和物に対して13.3%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0080】
<実施例5>
実施例1において、没食子酸の添加量を0.29部(アルミナ水和物に対して1.7%)に替え、更にジメチルチオウレア(関東化学(株)製)0.56部(アルミナ水和物に対して3.3%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0081】
<実施例6>
実施例3において、没食子酸n−プロピルの添加量を0.39部(アルミナ水和物に対して2.3%)に替え、更にジエチルチオウレア(関東化学(株)製)0.8部(アルミナ水和物に対して4.7%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例3と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0082】
<比較例1>
実施例1において、没食子酸を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0083】
<比較例2>
実施例3において、スミレーズレジン1001及びホウ酸を添加しなかった以外は、実施例3と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0084】
<比較例3>
実施例1において、没食子酸をトリメチルヒドロキノン(東京化成工業(株)製)に替え、固形分換算で1.0部(アルミナ水和物に対して6.0%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0085】
<比較例4>
実施例1において、没食子酸をジブチルヒドロキシトルエン:BHT(特級、キシダ化学(株)製)に替え、固形分換算で1.5部(アルミナ水和物に対して8.7%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0086】
<比較例5>
実施例1において、没食子酸をジメチルチオウレアに替え、固形分換算で0.7部(アルミナ水和物に対して4.1%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0087】
<比較例6>
実施例1において、没食子酸をジエチルチオウレアに替え、固形分換算で0.88部(アルミナ水和物に対して5.2%)をアルミナ水和物分散液Bに対して添加した以外は、実施例1と同様にして被記録媒体を作製し前記評価1、評価2及び評価3を行なった。結果を下記表1に示す。
【0088】
【0089】
以上の実施例1〜4と比較例1〜6から明らかなように、一般式(1)で表わされる化合物をインク受理層に含有させた被記録媒体は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のガス及び光による退色に関して優れた効果を示した。また実施例1〜4、比較例3及び4と実施例5及び6の結果から明らかなように、一般式(2)で表わされる化合物を更にインク受理層に含有させることで、被記録媒体の着色を効果的に抑制することができた。
【0090】
【発明の効果】
支持体上に形成させたアルミナ水和物と水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂を主成分とするインク受理層中に、(メタ)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体、ホウ素化合物、及び下記一般式(1)で表わされる化合物を含有させることで、画像濃度が高く良好な色調とインク吸収性を示し、銀塩写真と同等の画質であって、記録画像の変色及び退色を効果的に防止し、更に酸化防止剤の変質や酸化による白地部分の着色を抑制した被記録媒体とすることができた。
更に、一般式(2)で表わされる化合物をインク受理層に含有させると、被記録媒体の着色をより一層効果的に抑制することができた。
Claims (6)
- 支持体の少なくとも一方の面に、少なくとも1層のインク受理層が形成された被記録媒体において、該インク受理層が、アルミナ水和物、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂、上記一般式(1)で表わされる化合物、及び下記一般式(2)で表わされる化合物を含有することを特徴とする被記録媒体。
(式中、R4〜R7は、水素原子、アルキル基、アリール基又は−NR8R9で示される基を表わし、R8及びR9は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基又は−NR10C(=S)NR11R12で示される基を示し、R10〜R12は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基を示す。尚、R4及びR5の何れか一方と、R6及びR7の何れか一方とが環を形成していてもよい。) - 前記アルミナ水和物が、ベーマイト構造又は擬ベーマイト構造を有するアルミナ水和物である請求項1又は請求項2に記載の被記録媒体。
- 前記アルミナ水和物の水分散体のpH=3.5〜4.5におけるゼータ電位が、+40mV以上である請求項1乃至3の何れか1項に記載の被記録媒体。
- 前記ホウ素化合物が、ホウ酸又はホウ酸塩である請求項1乃至4の何れか1項に記載の被記録媒体。
- 一般式(1)において、R2及びR3が共に水酸基である請求項1乃至5の何れか1項に記載の被記録媒体。
Priority Applications (1)
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| JP2002375359A JP2004202884A (ja) | 2002-12-25 | 2002-12-25 | 被記録媒体 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002375359A JP2004202884A (ja) | 2002-12-25 | 2002-12-25 | 被記録媒体 |
Publications (1)
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| JP2004202884A true JP2004202884A (ja) | 2004-07-22 |
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ID=32813133
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010125835A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Fujifilm Corp | インクジェット記録媒体 |
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2002
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