JP2004268287A - インクジェット用記録媒体、インクジェット用記録媒体の製造方法及びインクジェット記録方法 - Google Patents
インクジェット用記録媒体、インクジェット用記録媒体の製造方法及びインクジェット記録方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】支持体上にインク受容層を設けてインクジェット記録用記録媒体を形成する際に、BET法による比表面積が50m2/g以上150m2/g以下の非晶質シリカが90%体積累積粒子径が0.2μm以上0.4μm以下に分散処理された水分散液と結着剤とを少なくとも用いて形成された塗工液を支持体上に塗工してインク受容層を形成する。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔料を含有するインクを用いたインクジェット法に好適に利用し得る記録媒体、その製造方法及びそれを用いた記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルカメラの写真出力にはインクジェットプリンターが多く使用されているが、その多くは染料系インクを使用しているため、紫外線や空気中の活性ガスによる退色が発生し、画像の長期保存性の面で不十分である場合がある。画像の長期保存性を向上させるための一つの手段として、顔料系インクを用いる方法があるが、顔料系インクを用いてインクジェット記録を行った場合、インクジェット記録用紙によっては粒状感や光沢ムラなどが発生し易く、デジタル写真などの高画質画像の出力媒体としては画像性の面で問題があった。また、近年、プリンターの印字速度が上がり、高速印字性も重要になってきている。しかし、顔料系インクでは多量のインクを付与する写真画質の印字を高速で行うことは困難である場合がある。これは、インク受容層の隙間を着色顔料粒子が目止めしてしまい、インクの吸収を阻害するためと考えられる。
【0003】
インクジェット記録用紙は、印字面にシリカやアルミナなどの無機粒子を含有する層を支持体上に形成した構成を有するものが一般的である。インクが無機粒子間の隙間に浸透し、染料が定着することで、優れたインク吸収性と発色性を得ることが可能となる。シリカとしては、粒子径が数ミクロンオーダーの沈降法シリカやゲル法シリカなどの湿式法シリカ、粒子径がナノメートルオーダーの乾式シリカやコロイダルシリカなどが用いられる。
【0004】
インクが付与される層の形成に乾式シリカを用いることは、特公平3−56552号公報(特許文献1)、特許33211700号明細書(特許文献2)、特開平11−58938号公報(特許文献3)、特開2000−211241号公報(特許文献4)、特開2001−158166号公報(特許文献5)等に開示されている。インクが付与される層の形成にコロイダルシリカを用いることは、特開平8−67064号公報(特許文献6)、特開平8−267907号公報(特許文献7)等に開示されている。また、乾式シリカとコロイダルシリカを併用して用いる例としては、特開2001−96911号公報(特許文献8)、特開2001−105720号公報(特許文献9)、特開2002―274021号公報(特許文献10)等に挙げられている。
【0005】
特開平11−58938号公報においては、乾式シリカの1次粒子径と2次粒子径を調整することにより、インクの発色性と吸収性、ビーディング性、更に画像の光沢性等の各種特性を同時に発揮できることが示されている。ビーディングとは、印字ドットのにじみによりドット同士が重なり合い、濃い部分と薄い部分の点状のムラが生じる現象であり、ビーディング性とはこのようなビーディングの発生を防止または抑制できる性能をいう。即ち、同公報における発明では、平均1次粒子径が3〜30ナノメートルの乾式シリカやコロイダルシリカを使用し、2次凝集粒子径として100ナノメートル以下に凝集形態を調整してインク受容層が構成されることを好ましい形態としている。
【0006】
染料系インクを用いて記録する場合は、記録媒体に上記のようにインクが付与される層(インク受容層)を形成することで、光沢性が高く、インクの吸収性に優れたインクジェット記録用紙が得られるが、顔料系インクを用いて記録する場合は着色顔料がインク受容層の2次凝集粒子径と同程度の大きさの粒子径を有するために、染料系インクへの適性を考慮した記録用紙では、インクの吸収が悪くなりビーディングが発生し画質が低下する場合がある。この要因としては、顔料粒子がインク受容層の表面を覆ってしまい、後から付与されたインクの吸収を阻害するために、インクドットに「にじみ」が生じ、ビーディングが発生しやすくなると推察される。
【0007】
一方、乾式シリカなどに比べて粒子系が大きい、数ミクロンオーダーの沈降法シリカやゲル法シリカなどの湿式法シリカをインク受容層に使用した場合には、シリカ粒子同士の隙間の大きさが着色顔料系インクの粒子径に比べて大きすぎるために、インク受容層の内部にまで着色顔料系インクが入り込んでしまい、発色性が好ましくない場合があった。
【0008】
このように、顔料系インクにより印字した場合、従来のインクジェット記録用紙では、発色性、ビーディング性、高速印字性などの特性において十分でない場合があった。
【0009】
【特許文献1】
特公平3−56552号公報
【特許文献2】
特許33211700号明細書
【特許文献3】
特開平11−58938号公報
【特許文献4】
特開2000−211241号公報
【特許文献5】
特開2001−158166号公報
【特許文献6】
特開平8−67064号公報
【特許文献7】
特開平8−267907号公報
【特許文献8】
特開2001−96911号公報
【特許文献9】
特開2001−105720号公報
【特許文献10】
特開2002―274021号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
つまり、現在一般に使用されているインクジェット記録用の光沢性のある記録媒体は、表面の算術平均粗さ(Ra)や20点平均粗さ(Rz)が小さいため、光沢性は優れているが、該記録媒体に顔料系インクを用いた場合、ビーディングが発生しやすかった。また一方、一般に普通紙と呼ばれている記録媒体は表面の算術平均粗さ(Ra)や20点平均粗さ(Rz)が大きすぎるため、顔料系インク中の顔料が紙面の内部まで浸透してしまうため発色性が好ましくないという問題があった。
【0011】
本発明の目的は、これら課題を解決し、発色性、ビーディング性及びインク吸収性を同時に満足し、高速で良好な写真画質の得られるインクジェット用記録媒体を提供することにある。本発明の他の目的は、このインクジェット用記録媒体の製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、このインクジェット用記録媒体と顔料系インクを用いたインクジェット記録方法を提供することにある。先に述べたように、ビーディングとは、印字ドットのにじみによりドット同士が重なり合い、濃い部分と薄い部分の点状のムラや粒状感が生じる現象であり、この現象は、染料系インクに比べて顔料系インクの方が顕著であり、特に高印字濃度領域や混色領域において明確に現れる。よって、本発明は特に顔料系インクを用いた場合に優れた効果が得られるインクジェット用記録媒体を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明者はインク受容層に用いるシリカの種類と、その分散液における粒子径を鋭意検討し、本発明に至ったものである。
【0013】
本発明には以下の各態様が含まれる。
1) 支持体上にインク受容層を有するインクジェット用記録媒体において、該インク受容層表面のJIS B0601で定められた算術平均粗さ(Ra)が15nm以上50nm以下であり、かつ20点平均粗さ(Rz)が95nm以上250nm以下であることを特徴とするインクジェット用記録媒体。
2) 前記インク受容層が非晶質シリカと結着剤を含み、該非晶質シリカのBET法による比表面積が50m2/g以上150m2/g以下である上記1)項に記載のインクジェット用記録媒体。
3) 前記インク受容層における非晶質シリカの含有量が65質量%以上である上記1)項または2)項に記載のインクジェット用記録媒体。
4) 前記インク受容層における結着剤が、少なくともポリビニルアルコールを含有している上記1)項〜3)項のいずれかに記載のインクジェット用記録媒体。
5) 前記ポリビニルアルコールのけん化度が、90mol%以上である上記4)項に記載のインクジェット用記録媒体。
6) 前記インク受容層にイオン性の樹脂を含有する上記1)項〜5)項のいずれかに記載のインクジェット用記録媒体。
7) 前記非晶質シリカが気相法によって合成されたものである上記2)項〜6)項のいずれかに記載のインクジェット用記録媒体。
8) 色材として顔料を含有するインク用の記録媒体である請求項1)項〜7)項のいずれかに記載のインクジェット用記録媒体。
9) 支持体上にインク受容層を有するインクジェット用記録媒体の製造方法であって、
BET法による比表面積が50m2/g以上150m2/g以下の非晶質シリカを、90%体積累積粒子径が0.2ミクロン(μm)以上0.4ミクロン(μm)以下となるように分散処理した分散液を調製する工程と、
少なくとも該分散液と結着剤とを含有する塗工液を調製する工程と、
該塗工液を支持体上に塗工してインク受容層を形成する工程と、
を有することを特徴とするインクジェット用記録媒体の製造方法。
10) 前記非晶質シリカが気相法によって合成されたものである上記9)項に記載のインクジェット用記録媒体の製造方法。
11) 上記9)項または10)項に記載のインクジェット用記録媒体の製造方法によって製造されたことを特徴とするインクジェット用記録媒体。
12) 支持体上にインク受容層を有するインクジェット用記録媒体に色材として顔料を含有するインクを用いて記録を行うインクジェット記録方法において、
該インクジェット用記録媒体が上記1)項〜8)項および11)項のいずれかに記載のインクジェット用記録媒体であることを特徴とするインクジェット記録方法。
13) 前記インク中の顔料粒子の体積平均粒子径が60〜200nmである上記12)項に記載のインクジェット記録方法。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に詳細に説明する。
本発明においては、インクジェット用記録媒体の受容層表面の粗さをコントロールすることが重要である。具体的には、本願発明者らが、受容層の最表面の形状をナノメートルオーダーで計測可能なプローブ顕微鏡により観察を行った結果、JIS B0601表面粗さを表すパラメータである算術平均粗さ(Ra)が15nm以上50nm以下であり、かつ20点平均粗さ(Rz)が95nm以上250nm以下に表面をコントロールした場合に発色性とビーディング性が両立されることを見出した。このような適度にインク受容層の表面を粗面化することで、顔料系インクの着色顔料粒子が堆積可能な表面積が増加したために、表面の着色顔料の堆積による目止めが低減し、ビーディング性や高速印字性が特に良好になると推察される。また、(Ra)が15nm以上、30nm以下であり、かつ20点平均粗さ(Rz)が110nm以上、200nm以下にコントロールされているとより好ましい。
【0015】
上記表面粗さに制御されたインク受容層を有するインクジェット用記録媒体は、例えば、支持体上にシリカを含有するインク受容層を有するインクジェット用記録媒体であって、粉末状のシリカを分散液とする工程において、該シリカの90%体積累積粒子径を制御した分散液を用いて製造することで達成できる。
【0016】
以下、本発明にかかるインクジェット用記録媒体の好ましい態様について詳述する。本発明にかかるインクジェット用記録媒体は、支持体上に好ましくは非晶質シリカと結着剤を主成分として形成されたインク受容層を有し、この層によりインク受容層の表面が形成される。例えば、インク受容層を一層で形成し、この層を非晶質シリカと結着剤を主成分として形成した構成や、インク受容層を二層以上の多層構成とし、少なくとも最表層を非晶質シリカと結着剤を主成分として形成した構成を採用することができる。ここで、本発明に用いる支持体は特に限定されるものではなく、透明であっても不透明であっても良い。プラスチックフィルム類として例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等が挙げられる。また、紙支持体としては、上質紙、印画紙原紙、画用紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、クラフト紙、含浸紙、合成紙等が挙げられ、適宜、用途に応じて使用することができる。特に、インク吸収性がある支持体を使用することが好ましい。
【0017】
非晶質シリカとしては、湿式法シリカ、気相法シリカ、コロイダルシリカ等がある。ここで、上記の非晶質シリカについて、簡単に説明する。
【0018】
湿式法シリカは、沈降法シリカとゲル法シリカに分類される。一般的に、珪酸ナトリウムと硫酸の中和反応によりシリカが合成される。沈降法シリカは、比較的高温下でアルカリ性のpH領域で反応を進める。その結果、シリカの1次粒子の成長が早く進行し、1次粒子がフロック状に凝集した形態を有する。一方、ゲル法シリカは、酸性のpH領域で反応を進行させる。そのため、1次粒子の成長を抑えた状態で凝集を起こすため、一般的に、1次粒子の粒子径はゲル法に比べて小さく、且つ緻密な凝集体となっている。これらのシリカの製造においては、反応条件を変えることで、シリカ粒子の細孔容積や比表面積をコントロールすることが可能であるため、インクジェット用のインク吸収に適した細孔を有するシリカ粒子を得ることが可能である。しかし、これら湿式法により合成されたシリカは、シロキサン結合により1次粒子同士が結合した緻密な2次凝集体であるため、2次凝集体の平均粒径はミクロンオーダーであり、1μm以下の粒径を得ることは困難である。1μm以下の粒径を得るためには、水溶液中での分散処理が有効であるが、多大な労力を要する場合がある。
【0019】
コロイダルシリカは、一般的に水溶液中に数〜数10ナノメートルの1次粒径が分散したシリカゾルである。製法は、珪酸ナトリウムと硫酸の中和反応を行いシリカ超微粒子(シリカゾル)を生成し、イオン交換法でナトリウムイオンを除去しシリカゾル溶液を安定させる。コロイダルシリカは1次粒子で存在するために、成膜化すると緻密な膜を形成しやすく、インク吸収性の面では好適ではない場合がある。なかには、1次粒子が数個結合した鎖状、数珠状の2次凝集体で分散したタイプもあるが、コロイダルシリカだけで十分な吸収性を得ることが困難であることが多い。
【0020】
気相法シリカは、乾式法シリカまたはフュームドシリカとも呼ばれ、一般的には火炎加水分解法によって作られる。具体的には、四塩化珪素を水素及び酸素と共に燃焼して作る方法が一般的に知られているが、四塩化珪素の代わりにメチルトリクロロシランやトリクロロシラン等のシラン類も、単独または四塩化珪素と混合した状態で使用することが出来る。気相法シリカは日本アエロジル株式会社の商品名アエロジル、株式会社トクヤマの商品名レオロシールとして市販されており容易に入手することが出来る。気相法で合成されたシリカは非晶性であり、1次粒子が数ナノメートル〜約十ナノメートルの球形を有する。また、1次粒子同士が凝集した2次粒子の状態で存在しているものの、水溶液中で分散処理を施すことによりサブミクロンオーダーで2次粒子の粒径を調整することが可能である。これは、沈殿法やゲル法により作製された湿式法シリカとは異なり、気相法シリカは1次粒子同士の凝集状態が軟凝集であるためと考えられる。
【0021】
本発明者は、上記のような各種の合成非晶質シリカの特性を考慮し、インク受容層に含まれるシリカ種類やその2次粒子径のインク受容層の表面形状への影響について検討を行った。
【0022】
その結果、本発明においてはBET法による比表面積が50m2/g以上150m2/g以下である非晶質シリカを用いたインク受容層を有していることが好ましい。さらに、非晶質シリカの比表面積が70m2/g以上130m2/g以下であるとより好ましい。非晶質シリカの比表面積がこの範囲にあれば、顔料系インクの発色性(印字濃度)が向上し、写真画質の鮮明な画像が得られ、また、顔料系インクによるビーディングの発生の防止または抑制に優れ、より品位の高い画像を得ることができる。また、顔料系インクの記録媒体への吸収速度が更に向上し、高速印字も可能となる。一方、非晶質シリカは1次粒子内に内部表面積を持たないために、BET法により求めた比表面積は透過型電子顕微鏡から求めた1次粒子径に対応する。1次粒子径としては、約15ナノメートル〜30ナノメートルのものが好ましい。
【0023】
BET法とは気相吸着法による紛体の表面積測定法の一つであり、吸着等温線から1g試料の持つ総表面積(比表面積)を求める方法である。通常吸着気体としては、窒素ガスが多く用いられ、吸着量を被吸着気体の圧、または容積の変化から測定する方法が一般的に用いられる。多分子吸着の等温線を表すのに最も著名なものは、Brunauer−Emmett−Teller式によるBET法と呼ばれ表面積決定に広く用いられる。BET法に基づいて吸着量を求め、吸着分子1個が表面で占める面積を掛けて、表面積が得られる。
【0024】
本発明にかかるインク受容層に好ましく用いられる非晶質シリカとしては、先に挙げた比表面積が50m2/g以上150m2/g以下である点に加えて、更にその使用に当たって2次粒子径がコントロールされている場合がより好ましい。すなわち、非晶質シリカ分散液の90%体積累積粒子径を、0.2μm以上0.4μm以下の範囲に調整し、この分散液を用いてインク受容層の塗工液を調製してインク受容層を形成することで、効率的に上記のような表面形状を有するインク受容層を得ることができる。更に、非晶質シリカ分散液の90%体積累積粒子径が0.25μm以上0.35μm以下の範囲にあることが好ましい。ここで、90%体積累積粒子径とは、非晶質シリカの10〜30質量%の水分散液を用いて、レーザー光散乱・回折式粒度分布測定装置により測定した時の結果である。
【0025】
また、非晶質シリカとしては、上記2次粒子径の制御されているものが公的に用いられるが、先に説明した気相法を用いて合成したものが2次粒子径の制御が行いやすいためより好ましい。
【0026】
インク受容層における非晶質シリカの含有量については、適宜選定されるものであるが、十分な隙間が形成されてインクの吸収速度が良好となるとともに、成膜性が向上することによって優れた膜強度となるためには、65質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。
【0027】
以下に、上記のようにインク受容層を形成することで、顔料系インクの発色性とインク吸収性が優れるメカニズムについて説明する。
【0028】
顔料系インクをインク受容層に付与し高濃度で発色させるためには、インク中に分散している着色用の顔料粒子を、インク受容層の表面及びその付近にとどめることが重要である。インク受容層の内部に入り込んでしまうと、インク受容層中に顔料粒子が遮蔽されてしまい発色性が低下する。インク受容層の表面及びその付近に着色顔料粒子を留めるためには、インク受容層の空隙を着色顔料粒子以下にすることが好ましい。シリカを構成成分としたインク受容層の最も大きな空隙は、シリカの2次粒子同士間の空隙であると考えられるので(2次粒子内の空隙は更に小さい)、インクジェット用インクに用いられる着色顔料粒子の粒径(一般に100nm前後)を考慮して、2次粒子の粒子径を0.1μm以下にすれば着色顔料は表面に留まり、十分な発色が得られると推察される。
【0029】
一方、顔料系インクがインク受容層の表層に完全に留まってしまうようなインクジェット記録用紙を用いた時は、発色性(画像濃度)は良好となるが、ビーディング性が悪くなる。これは、着色顔料が表面に堆積することで、顔料系インク中の溶媒の浸透が妨げられインク吸収性が悪くなるため、ドットの滲みが大きくなりビーディングが発生すると考えられる。
【0030】
すなわち、顔料系インクにおいては、発色性と、ビーディング性とはトレードオフの関係にあり、インク受容層の表面形状をマッチングさせることが重要であった。
【0031】
また、インク受容層の細孔がインク中の溶媒成分の吸収に適した大きさであることも、インクにじみの低減につながりビーディング性の向上に寄与したと推察される。
【0032】
本発明におけるシリカ分散液の作製方法について説明する。先に述べた特性を有する非晶質シリカのパウダーを水等の媒体に固形分が10〜30質量%となるように、攪拌しながら混合し、シリカ分散液を調製する。更に得られたシリカ分散液を、ホモジナイザー、圧力式ホモジナイザー、コロイドミル、ボールミル、媒体攪拌ミル、高速回転ミル等により、機械的にシリカの2次凝集体が上記粒子径になるように粉砕する。また、シリカ分散液の2次粒子径の調整や分散液の安定性の観点から、分散剤を使用することも可能である。
【0033】
この分散剤としては、水溶性の分散剤が好ましい。アニオン性分散剤、ノニオン性分散剤、カチオン性分散剤等がある。アニオン性分散剤としては、カルボン酸基、スルホン酸基、りん酸基等を有する樹脂材料や、その塩が挙げられる。ノニオン性としては、エーテル基を有するもの、またカチオン系としてはアミノ基を有するものを適宜用いることができる。
【0034】
本発明におけるインク受容層は、塗膜としての特性を維持するために水溶性、あるいは親水性の結着剤を有していることが重要である。これらの結着剤としては、例えばポリビニルアルコール及びその変性物、ポリビニルピロリドン、酢酸ビニル、酸化デンプン、エーテル化デンプン、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、カルボキシメチルセルロース、SB ラテックス、NB ラテックス、アクリルラテックス、エチレン酢酸ビニル系ラテックス、ポリウレタン、不飽和ポリエステル樹脂等が使用できる。本発明においては、これらの結着剤の少なくとも1種を使用することができるが、その含有量においてはインク受容層の成膜性、膜強度を考慮し、なるべく最低量に抑えることが重要である。この理由として、これら親水性の樹脂は、インクの溶媒成分に膨潤しやすく、その結果として顔料系インクの吸収性を阻害するためである。インク受容層の全固形分に対して、結着剤の重量は30質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましい。また、その下限は、インク受容層に必要とされる成膜性や膜強度が得られるように選択することができ、5質量%以上が好ましく、10質量%以上が更に好ましい。
【0035】
また、ポリビニルアルコールを使用する場合について更に詳しく説明する。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをアルカリにより中和し、酢酸基を水酸基に置き換えるけん化反応により得られる。ポリビニルアルコールは、重合度(分子量)とけん化度により、膜強度や結晶性、水溶性、粘度などの特性が異なる。本発明においては、けん化度が90mol%以上のポリビニルアルコールを用いることが好適である。これにより、顔料系インクのビーディング性がより良好になることが明らかとなった。けん化度の高いポリビニルアルコールは、結晶性の高い膜を形成しやすいことが知られている。したがって、結晶性の高い、即ち、けん化度が高いポリビニルアルコールほど水による膨潤性が低くなるため、顔料系インクで印字した際に溶媒成分のインク受容層内部への浸透性がより高まり、これによってビーディング性が良好となるためと考えられる。また、ポリビニルアルコールの重合度は、膜強度の観点から1500以上であることが好ましい。従って、結着剤としてはポリビニルアルコールを用いることが好ましく、2種以上の結着剤を混合して用いる場合でも、少なくともポリビニルアルコールを用いることが好ましい。
【0036】
また、結着剤としては、架橋構造をインク受容層に付与できるものを用いることができる。架橋構造は、結着剤と架橋剤との併用、あるいは架橋性を有する結着剤を用いることでインク受容層中に形成することができる。
【0037】
ここで、架橋剤とは、加熱等により共有結合や配位結合を形成しうる官能基(反応性基)を有するモノマー(単量体)やオリゴマー(中分子量成分)を示す。例えば、無機系の架橋剤としては、ホウ酸やホウ酸ナトリウムなどの金属酸化物やその塩が挙げられる。有機系の架橋剤としては、イソイアネート系化合物、エポキシ系化合物、N−メチロール系化合物、カルポジイミド系化合物、トリアジン系化合物、アルデヒド系化合物、ビニルスルホン系化合物、アクリロイル系化合物、エチレンイミン系化合物、シリキサン系化合物、等がある。反応性の官能基をポリマー中に有する架橋性の結着剤としては、メチロール基やエポキシ基、シラノール基などを有する水溶性のアクリル樹脂や、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。
【0038】
上記のようにインク受容層の結着剤に架橋性を持たせる利点としては、結着剤の膜強度が高まることにより、インク受容層中の結着剤の含有量を下げられることである。その結果として、インク吸収時に溶媒成分が結着剤に膨潤することによるインク吸収阻害が抑えられ、よりインク吸収に適したインク受容層を形成することが可能となる。
【0039】
本発明におけるインク受容層は、イオン性の樹脂を含有することが、インクジェット用記録媒体としての実使用上更に望ましい。実使用上とは、顔料系インクを本発明のインクジェット用記録媒体に印字した印画物画像の耐擦過性、耐水性等の点においてである。顔料系インクは、着色顔料粒子を水溶液中に分散させるために、一般的に分散剤を使用する。用いられる分散剤は、一般的に、アニオン性あるいはカチオン性に帯電しており、顔料粒子は分散剤により周囲を保護され、分散剤の電荷反発により水溶液中に安定に分散することが可能となる。このように分散剤により電荷を帯びた顔料粒子をインクジェット用記録媒体の表面に密着させることが、実使用上問題となる耐擦過性、耐水性に対しては重要である。電荷を帯びた顔料粒子をインクジェット用記録媒体表面に密に付着させるためには、インクジェット用記録媒体表面に付着したインク液滴中の顔料粒子を、反対電荷による電気作用により瞬時に凝集させ表面に固着させることが重要である。以上の点から、顔料系インクに用いられる分散樹脂のイオン性と反対のイオン性を有する樹脂をインク受容層中に含有することが好ましい。
【0040】
例えば、カチオン性の樹脂としては、アミノ基などを有するカチオン性のアクリルモノマーを共重合し中和塩とした第2〜4級アミン基を有するアクリル樹脂、ポリアリルアミン系重合物およびその中和塩、ポリジアリルアミン系重合物およびその中和塩、ポリアミンスルホン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン、ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジウムハライド、ポリビニルイミダゾール樹脂等が挙げられる。
【0041】
また、アニオン性の樹脂としては、(メタ)アクリル酸等のカルボキ基を有するアクリルモノマーを共重合したアクリル樹脂の中和塩や、カルボキ基やスルホン酸基を有するポリエステル樹脂の中和塩、各種アニオン性の分散剤等が挙げられる。
【0042】
これらのイオン性樹脂の添加量は、画像のインク受容層への密着性と、発色性、ビーディング性などの特性を考慮して適宜選定されるが、これらの樹脂を多量に含有すると一般的にビーディング性が低下し画像が悪くなる場合があるので、20質量%以下であることがより好ましい。
【0043】
本発明のインク受容層には、更に顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、着色染料、着色顔料、蛍光染料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、耐水化剤、界面活性剤、湿潤紙力増強剤等の少なくも1種を発明の効果を損なわない範囲で適宜添加することができる。
【0044】
本発明におけるインクジェット用記録媒体は、先に述べた支持体上に上記の構成のインク受容層を1層設けるだけで顔料系インクの発色性、ビーディング性、吸収性、高速印字性を十分に満たすことが可能である。しかし、打ち込みインク量が特に大きく、インクを多量に吸収する必要がある場合は、インク受容層の表面を形成する層の下に下層(アンダー層)を設けても良い。下層を設ける場合は、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルクなどのインクの吸収容量に特に優れた無機微粒子を主成分として構成することが好ましい。この下層の形成にも、先にインク受容層の形成用として挙げた結着剤を用いることができる。
【0045】
インク受容層の層厚としては、単位面積あたりの乾燥後の塗布重量が10g/m2以上30g/m2以下の範囲となる層厚から適宜選定することができる。
【0046】
本発明において、インク受容層を支持体表面に設けるために、一般的な塗工装置、例えばブレードコーター、ロールコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ゲートロールコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ショートドゥエルコーター、グラビアコーター、フレキソグラビアコーター、サイズプレス等の各種装置をオンマシンまたはオフマシンで使用することができる。
【0047】
非晶質シリカと結着剤を含むインク受容層を形成するための塗工液は、上記の特性を有する非晶質シリカの分散液と結着剤とを混合し、必要に応じてこれらの濃度を調整して得ることができる。塗工液には先に述べたように非晶質シリカ及び結着剤以外の各種成分を必要に応じて添加することができる。この塗工液の媒体としては、水の他、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒など水溶性溶媒を用いることができ、水と水溶性溶媒との混合物も使用することができる。このような混合物として、水を主体とする媒体を用いる場合の媒体中の水の含有量は、少なくとも90質量%(100質量%の場合を含む)とすることが好ましい。
【0048】
本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲で、インク受容層を塗工した後に、インク受容層に対してカレンダー処理やキヤスト処理などの表面加工を施すことも可能である。
【0049】
本発明におけるインクジェット記録における記録方式としては、静電吸引方式、圧電素子を用いる方式、発熱素子を用いる方式等を利用することができ、特に限定されない。
【0050】
次に、本発明において好適に用いられる顔料系インクについて説明する。
【0051】
本発明にかかる顔料系インクに含有される顔料の量は、インク全量に対して1〜20質量%であり、好ましくは、2〜12質量%の範囲で用いることが好ましい。顔料としては、例えばカーボンブラック、チタンホワイト等の無機顔料や、フタロシアニン系顔料、モノアゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、キナクリドン系顔料の有機顔料が用いられる。これらの顔料は必要に応じて2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0052】
黒インクに使用されるカーボンブラックとしては、例えば、No.2300、同900、MCF88、No.33、同40、同45、同52、MA7、同8、No.2200B(以上三菱化成社製)、ラーベン1170、同1255(コロンビアンケミカル社製)、REGAL400R、同330R、同660R、モグルL、スターリングMS、同NSX76(キャボット社製)、カラーブラックFW1、同FW18、同S170、同S150、スペシャルブラック4A(デグッサ社)等の市販品を使用することが出来る。
【0053】
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.Pigment Yellow 1、同2、同3、同12、同13、同14、同16、同17、同73、同74、同75、同83、同93、同95、同97、同98、同114、同128、同129、同151、同1154等が挙げられる。
【0054】
マゼンタインクとして使用される顔料としては、C.I.Pigment Red 5、同7、同12、同48(Ca)、同48(Mn)、同57(Ca)、同112、同122、同123、同168、同184、同202、同207等が挙げられる。
【0055】
シアンインクとして使用される顔料として、C.I.PigmentBlue1、同2、同3、同4、同15:2、同15:3、同15:4、同16、同22、同60、C.I.Vat Blue 4、同6、同19、同23、同42等が挙げられる。
【0056】
但し、列挙した上記顔料のみに限定されるものではなく、本発明のために新たに製造されたものでも使用可能である。
【0057】
本発明において好適に用いられる顔料の分散剤としては、水溶性の樹脂が用いられる。顔料系インクの分散及び保存安定性、インクジェットによる吐出性、吐出安定性を考慮し、適宜選定される。分散剤として使用可能な水溶性樹脂としては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれる少なくとも2種以上の単量体(このうち少なくとも1種は親水性単量体)を共重合した親水性の樹脂、或いはこれらを中和し水溶性化した塩等が挙げられる。
【0058】
また更に、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド等を塩化メチル、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、エピクロルヒドリン等で4級化したモノマー単位を含むアクリル共重合体等の、カチオン性分散剤を用いたものでもよい。
【0059】
特に好ましく用いられる水溶性樹脂材料としては、ブロック共重合体、グラフト共重合体等の構造を有する水溶性樹脂である。これらの樹脂は、疎水性分子構造と親水性分子構造が明確に分かれており、疎水性の顔料系インクに対して強い吸着力を示すため、水溶液中での分散性が非常に良好である。具体的には、特許第2635235号明細書、特許第2675965号明細書にある、ブロック型の水溶性樹脂を好適に使用することができる。
【0060】
分散剤はその1種を単独で、あるいは必要に応じて2種以上を組み合わせて用いることができ、その添加量は顔料のインク中での所望とする分散状態が得られるように設定される。例えば、インク全量に対して3質量%〜15質量%が好ましく、5質量%〜10質量%が更に好ましい。
【0061】
本発明にかかる顔料系インクは、好ましくはインクが中性又はアルカリ性に調整されていることが、前記水溶性樹脂の溶解性を向上させ、一層の長期保存性に優れたインクとすることができるので望ましい。但し、この場合、インクジェット記録装置に使われている種々の部材の腐食の原因となる場合があるので好ましくは7〜10のpH範囲とされるのが望ましい。また、pH調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤、有機酸、並びに鉱酸が挙げられる。
【0062】
顔料及び水溶性樹脂は水溶性媒体中に分散又は溶解される。本発明に用いる顔料系インクにおいて好適な水性媒体は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水としては種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イオン水)を使用するのが好ましい。
【0063】
その他、併用し得る溶剤成分としては、水と混合して使用される水溶性有機溶剤として、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1 〜4 のアルキルアルコール類;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又はケトアルコール類;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等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)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メチル(又はエチル)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;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でもジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。水溶性有機溶剤はその1種を単独で、あるいは必要に応じて2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0064】
更に、吐出の安定性を得るためにはエタノール、或いは、イソプロピルアルコールを1質量%以上添加することが効果的である。これは、これら溶剤を添加することによってインクの薄膜抵抗体上での発泡をより安定に行うことができるからと考えられる。
【0065】
本発明に用いる顔料系インク中の水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはインク全重量の3〜50質量%の範囲であり、好ましくは、3〜40質量%の範囲がよく、使用する水はインク全質量の10〜90質量%、好ましくは30〜80質量%の範囲がよい。
【0066】
本発明にかかる顔料系インクは、上記の成分の他に必要に応じて所望の物性値を有するインクとするために、界面活性剤、消泡材、防腐剤等を添加することができ、更に、市販の水溶性染料等を添加することもできる。
【0067】
界面活性剤としては、インクに対して保存安定性等の悪影響を及ぼさないものであれば限られるものではなく、例えば、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコール、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤が挙げられ、これらの1種又は、2種以上を適宜選択して使用することができる。その使用量は分散剤により異なるがインク全量に対して0.01〜5質量%が望ましい。
【0068】
本発明にかかる記録媒体に対して好適に用いられる顔料系インクの顔料粒子の粒子径について説明する。インクジェット記録方法に好適に用いられる顔料系インク中の顔料の粒径としては、顔料粒子の体積平均粒子径が60ナノメートル以上200ナノメートル以下であることが好ましい。本発明における記録媒体は、顔料系インクによる発色性とビーディング性、高速印字性などの特性を良好にするために、インク受容層表面の算術平均粗さ(Ra)を15nm以上50nm以下であり、かつ20点平均粗さ(Rz)を95nm以上250nm以下であって、インク受容層の凹凸や空隙が、顔料系インクの前記顔料粒子のサイズと適合するように調整されている。逆にいえば、上記した体積平均粒子径が60ナノメートル以上200ナノメートル以下粒径の顔料を含むインクは、本発明にかかる記録媒体とともに用いた際にインク受容層内部への顔料の落ち込みが効果的に抑えられ、インク受容層の表層に顔料を定着させることができるため、上記の各特性を向上させることができるものとなる。
【0069】
本発明に用いる顔料系インクの作製方法としては、先ず始めに、分散樹脂を少なくとも含有する水溶液に顔料を添加し、攪拌した後、後述の分散手段を用いて分散を行い、必要に応じて遠心分離処理を行い、所望の分散液を得る。次に、この分散液に本発明において使用される化合物、上記に列挙したような成分を加え、攪拌してインクとする。更に、顔料を含む水溶液を分散処理する前にプレミキシングを30分間以上行うことが効果的である。このプレミキシング操作は、顔料表面の濡れ性を改善し、顔料表面への吸着を促進するものである。
【0070】
一方、本発明に用いられる顔料系インクを作成するための分散機としては、一般に使用される分散機であれば、如何なるものでも良いが、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル等が挙げられる。その中でも、高速型のサンドミルが好ましく、例えば、スーパーミル、サンドグラインダー、ビーズミル、アジテータミル、グレンミル、ダイノーミル、パールミル、コボルミル(何れも商品名)等が挙げられる。
【0071】
本発明において、所望の粒度分布を有する顔料を得る方法としては、
(1)分散機の粉砕メデイアのサイズを小さくする、
(2)粉砕メデイアの充填率を大きくする、
(3)処理時間を長くする、
(4)吐出速度を遅くする、
(5)粉砕後フィルターや遠心分離機分等で分級する、
等々の手法が用いられるが、更にはそれらの手法の組合せも可能である。
【0072】
【実施例】
以下、実施例等により本発明を更に詳細に説明する。
(シリカ分散液1の作製)
シリカ(株式会社トクヤマ;商品名:レオロシール QS−07;BET法による比表面積:約70m2/g)をイオン交換水に攪拌しながら混合し、固形分20質量%のシリカ粗分散液を得た。更に、該シリカ粗分散液を、ホモジナイザーにより分散処理を行い、シリカ分散液1を得た。得られたシリカ分散液の90%体積累積粒子径を測定したところ、0.28μmであった。90%体積累積粒子径の測定は、ベックマン・コールター製レーザー光散乱・回折式粒度分布測定装置LS230により、循環溶媒として純水を用いて測定を行った。また、上記シリカは気相法によって合成された非晶質シリカである。
(シリカ分散液2の作製)
シリカ(日本アエロジル株式会社;商品名:アエロジル 50;BET法による比表面積:約50m2/g)をカチオン性の分散剤ポリジアリルアミンアンモニウムクロライド(日東紡績株式会社;商品名;PAS−H−5L)を20質量%で溶解したイオン交換水に攪拌しながら混合し、固形分20質量%のシリカ粗分散液を得た。シリカと分散剤の質量比は100:5(固形分質量比)で行った。更に、該シリカ粗分散液を、シリカ分散液1と同様にホモジナイザーにより分散処理を行い、90%体積累積粒子径が0.35μmからなるシリカ分散液2を得た。また、上記シリカは気相法によって合成された非晶質シリカである。
【0073】
(シリカ分散液3の作製)
シリカ(株式会社トクヤマ;商品名:レオロシール QS−07;BET法による比表面積:約70m2/g)をカチオン性の分散剤アミングラフトアクリル樹脂(日本触媒株式会社;商品名;ポリメントNK−100PM)を20質量%で溶解したイオン交換水に攪拌しながら混合し、固形分20質量%のシリカ粗分散液を得た。シリカと分散剤の質量比は100:3(固形分質量比)で行った。シリカ分散液1と同様にホモジナイザーにより分散処理を行い、90%体積累積粒子径が0.26μmからなるシリカ分散液3を得た。また、上記シリカは気相法によって合成された非晶質シリカである。
(シリカ分散液4の作製)
シリカ(株式会社トクヤマ;商品名:レオロシール QS−10;BET法による比表面積:約140m2/g)をイオン交換水に攪拌しながら混合し、固形分20質量%のシリカ粗分散液を得た。シリカ分散液1と同様にホモジナイザーにより分散処理を行い、90%体積累積粒子径が0.21μmのシリカ分散液3を得た。また、上記シリカは気相法によって合成された非晶質シリカである。
(シリカ分散液5の作製)
シリカ(株式会社トクヤマ;商品名:ファインシール X−60;平均粒径6μm)をイオン交換水に攪拌しながら混合し、固形分20質量%のシリカ粗分散液5を得た。得られた分散液の90%体積累積粒子径は、13μmであった。
(シリカ分散液6の作製)
シリカ(株式会社トクヤマ;商品名:レオロシール QS−09;BET法による比表面積:約90m2/g)をイオン交換水に攪拌しながら混合し、固形分20質量%のシリカ粗分散液を得た。更に、該シリカ粗分散液を、ボールミルにより分散処理を行い、シリカ粗分散液6を得た。ボールミルに使用した粉砕媒体には、0.1mmのジルコニアボールを使用した。得られたシリカ分散液の90%体積累積粒子径は、0.18μmであった。また、上記シリカは気相法によって合成された非晶質シリカである。
【0074】
(シリカ分散液7の作製)
シリカ(日本アエロジル株式会社;商品名:アエロジル200;BET法による比表面積:約200m2/g)をイオン交換水に攪拌しながら混合し、固形分15質量%のシリカ粗分散液を得た。シリカ分散液1と同様にホモジナイザーにより分散処理を行い、90%体積累積粒子径が0.18μmのシリカ分散液7を得た。また、上記シリカは気相法によって合成された非晶質シリカである。
【0075】
実施例1
下記配合のインク受容層形成用塗工液を用意し、支持体としての坪量186g/m2の上質紙に、乾燥後の塗布重量が約20g/m2になるようにスロットダイコーターで塗工し、乾燥させてインクジェット用記録媒体を得た。
(配合)
成分−1:シリカ分散液1・・・・100質量部
成分−2:ポリビニルアルコール8質量%水溶液・・・83質量部
(日本酢ビ・ポバール株式会社 JM−26:けん化度=約97%)
上記成分−1及び−2の混合物に純水を加えて固形分が15質量%になるように希釈した。
【0076】
実施例2
下記配合のインク受容層形成用塗工液を用意し、実施例1と同様にしてインクジェット用記録媒体を得た。
(配合)
成分−1:シリカ分散液2・・・100質量部
成分−2:ポリビニルアルコール10質量%水溶液・・・24質量部
(株式会社クラレ クラレポバール PVA−117:けん化度=約97%)
上記成分−1及び−2の混合物に純水を加えて固形分が15質量%になるように希釈した。
【0077】
実施例3
下記配合のインク受容層形成用塗工液を用意し、実施例1と同様にしてインクジェット用記録媒体を得た。
(配合)
成分−1:シリカ分散液3・・・100質量部
成分−2:ポリビニルアルコール8質量%水溶液・・・34質量部
(日本酢ビ・ポバール株式会社 JM−26:けん化度=約97%)
成分−3:架橋剤(ホウ酸3質量%水溶液)・・・23質量部
成分−4:自己架橋型カチオン性アクリル樹脂・・・3質量部
(ダイセル化学工業株式会社 AQ−903 固形分26質量%)
上記成分−1〜−4の混合物に純水を加えて固形分が15質量%になるように希釈した。
【0078】
実施例4
下記配合のインク受容層形成用塗工液を用意し、実施例1と同様にしてインクジェット用記録媒体を得た。
(配合)
成分−1:シリカ分散液4・・・100質量部
成分−2:ポリビニルアルコール10質量%水溶液・・・86質量部
(株式会社クラレ クラレポバール PVA−117)
上記成分−1及び−2の混合物に純水を加えて固形分が15質量%になるように希釈した。
【0079】
比較例1
下記配合のインク受容層形成用塗工液を用意し、実施例1と同様にしてインクジェット用記録媒体を得た。
(配合)
成分−1:シリカ分散液5・・・100質量部
成分−2:ポリビニルアルコール10質量%水溶液・・・108質量部
(株式会社クラレ クラレポバール PVA−117)
上記成分−1及び−2の混合物に純水を加えて固形分が15質量%になるように希釈した。
比較例2
下記配合のインク受容層形成用塗工液を用意し、実施例1と同様にしてインクジェット用記録媒体を得た。
(配合)
成分−1:シリカ分散液6・・・100質量部
成分−2:ポリビニルアルコール10質量%水溶液・・・78質量部
(株式会社クラレ エクセバール R−2117:けん化度=約98%)
上記成分−1及び−2の混合物に純水を加えて固形分が15質量%になるように希釈した。
【0080】
比較例3
下記配合のインク受容層形成用塗工液を用意し、実施例1と同様にしてインクジェット用記録媒体を得た。
(配合)
成分−1:シリカ分散液7・・・100質量部
成分−2:ポリビニルアルコール10質量%水溶液・・・64質量部
(株式会社クラレ クラレポバール PVA−117)
上記成分−1及び−2の混合物に純水を加えて固形分が15質量%になるように希釈した。
【0081】
(顔料系インクの調製)
次に、本発明で使用するインクを下記の方法で作製した。まず、シアンインクを下記の方法で作製した。
(1)分散液の作製
まず、ベンジルメタクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価250、数平均分子量3000のAB型ブロックポリマーを作り、更に、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成した。
【0082】
上記のポリマー溶液を180g、C.I.ピグメントブルー15:3を100gおよびイオン交換水を220gを混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。ついで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約10,000psi(約70Mpa)下で相互作用チャンバ内に5回通すことによって処理した。
【0083】
更に、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpm、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去して分散液1とした。得られた分散液1は、その顔料濃度が10質量%、分散剤濃度が10質量%であった。
(2)インクの作製
インクの作製は、上記分散液1を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度2質量%、分散剤濃度2質量%のシアンインクを調製した。また、顔料の体積平均粒子径は80nmであった。
上記分散液1:20質量部
グリセリン:5質量部
エチレン尿素:10質量部
ポリオキシエチレンセチルエーテル(EO:30、HLB:19.5):0.5質量部
イオン交換水:64.5質量部。
【0084】
次に、マゼンタインクを下記の方法で作製した。
(1)分散液の作製
分散液1で使用したポリマー溶液を100g、C.I.ピグメントレッド122を100gおよびイオン交換水を300gを混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。ついで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約10,000psi(約70Mpa)下で相互作用チャンバ内に5回通すことによって処理した。
【0085】
更に、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpm、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去して分散液2とした。得られた分散液2は、その顔料濃度が10質量%、分散剤濃度が5質量%であった。
(2)インクの作製
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度4質量%、分散剤濃度2質量%のマゼンタインクを調製した。また、顔料の体積平均粒子径は97nmであった。
上記分散液2:40質量部
グリセリン:7質量部
エチレン尿素:3質量部
2−ピロリドン:3質量部
1,2,6ヘキサントリオール:4質量部
ポリオキシエチレンセチルエーテル(EO:20、HLB:17):1質量部
アセチレングリコールのEO付加物(商品名:アセチレノールEH、川研ファインケミカル製):0.5質量部
イオン交換水:41.5質量部。
【0086】
次に、イエローインクを下記の方法で作製した。
(1)分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価300、数平均分子量4000のAB型ブロックポリマーを作り、更に、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成した。
【0087】
上記のポリマー溶液を110g、C.I.ピグメントイエロー128を100g及びイオン交換水を290g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約10,000psi(約70Mpa)下で相互作用チャンバ内に5回通すことによって処理した。更に、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpm、20分間)することによって、粗大粒子を除去して分散液1とした。得られた分散液3は、その顔料濃度が10質量%、分散剤濃度が6質量%であった。
(2)インクの作製
インクの作製は、上記分散液3を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度5質量%、分散剤濃度3質量%のイエローインクを調製した。また、顔料の体積平均粒子径は84nmであった。
上記分散液3:50質量部
グリセリン:8質量部
エチレン尿素:6質量部
エチレングリコール:5質量部
ポリオキシエチレンオレイルエーテル(EO:10、HLB:14.5):1.2質量部
アセチレングリコールEO付加物(商品名:サーフィノール440、エアープロダクツ製):0.5質量部
イオン交換水:29.3質量部。
【0088】
次に、ブラックインクを下記の方法で作製した。
(1)分散液の作製
まず、ベンジルメタクリレート、メタクリル酸及びエトキシエチレングリコールメタクリレートを原料として、定法により、酸価350、数平均分子量5000のABC型ブロックポリマーを作り、更に、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成した。
【0089】
上記の50質量%ポリマー溶液を60g、カーボンブラックを100gおよびイオン交換水を340g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。ついで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約10,000psi(約70Mpa)下で相互作用チャンバ内に5回通すことによって処理した。更に、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpm、20分間)することによって、粗大粒子を除去して分散液4とした。得られた分散液4は、その顔料濃度が10質量%、分散剤濃度3.5質量%であった。
(2)インクの作製
インクの作製は、上記分散液4を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度3質量%、分散剤濃度1.05質量%のブラックインクを調製した。また、顔料の体積平均粒子径は91nmであった。
上記分散液4:30質量部
グリセリン:3質量部
エチレン尿素:6質量部
トリエチレングリコール:6質量部
2−ピロリドン:1.5質量部
ポリオキシエチレンベフェニルエーテル(EO:20、HLB:16.5):1.5質量部
アセチレングリコールEO付加物(商品名:アセチレノールEH、川研ファインケミカル製):0.5質量部
イオン交換水:51.5質量部
(画像作成)
キヤノン製インクジェットプリンター(商品名:BJ−F870)に上記のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックインクの各顔料系インクをセットし、記録を行った。
(インク受容層の表面形状の評価方法)
実施例及び比較例により作製したインクジェット用記録媒体のインク受容層の表面形状を、セイコーインスツルメンツ株式会社製の走査型プローブ顕微鏡(商品名:Nanopics2100)により評価を行った。測定領域は4×4μm角について行い、付属の解析ソフトによりJIS B0601で定義される算術平均粗さ(Ra)、かつ20点平均粗さ(Rz)を算出した。
(印字特性の評価方法)
以下のようにして、発色性、ビーディング性、吸収性を評価した。尚、ここで、100%dutyとは、画像面積の100%の領域にインクを付与することを意味する。
(1)発色性の評価
前記作成したシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックインク各々を用いて100%dutyの画像を作成した。各色の画像の画像濃度を反射濃度計Mcbeth SERIES1200(マクベス社製)で測定した。得られた結果を、以下の通りに評価した。○:濃度2以上であり好ましい
△:濃度1.7以上2.0未満であるが実用上問題ない範囲である
×:濃度1.7未満
(2)ビーディング性の評価
前記作成したシアンインクとマゼンダインクの2色を用いて、20%duty〜200%dutyの画像を作成した。ここでシアンインクとマゼンタインクは常に1:1のdutyで記録した。例えば、100%dutyの画像では、シアンインクが50%duty、マゼンダインクが50%dutyとなるように記録を行った。
上記得られた画像のビーディング評価画像を、以下の通りに目視により評価した。
○:ビーディングによる粒状感が160%dutyまで無い
△:ビーディングによる粒状感が120%dutyを超え、160%dutyまでに確認
×:ビーディングによる粒状感が120%duty以下で確認
ここで、120%duty以下において、粒状感が確認されなければ、実用上問題ないと考えられる。
【0090】
(吸収速度の評価)
前記作成したシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックインクの4色インクを用いて、100%duty〜300%dutyの画像を作成した。ここで、ブラックインクは常に100%dutyとなるように記録を行い、残りのdutyをシアン、マゼンタ、イエローの各インクのdutyが1:1:1となるようにした。例えば、250%dutyの画像では、ブラックインクが100%duty、シアン、マゼンダ、イエローインクが各々50%dutyとして記録を行った。
上記で得られた印字直後の画像に普通紙を押し当て、裏移りの有無で吸収速度を評価した。
◎:300%dutyまで裏移りが無く優れている
○:250%duty〜300%dutyまでに裏移りが発生する
△:150%dutyを超え、250%dutyまでに裏移りが発生する
×:150%duty以下で裏移りが発生
ここで、250%dutyにおいて、裏移りがなければ、実用上問題ないと考えられる。
【0091】
上記実施例、比較例で得られたインクジェット用記録媒体に対して、上記手法により画像印字し評価を行った。その結果を、表1に示す。
【0092】
【表1】
【0093】
【発明の効果】
本発明におけるインクジェット用記録媒体を用いることで、インクで記録した際の発色性、ビーディング性及び吸収性を同時に満足することができ、高速で写真画質の得られるインクジェット用記録媒体、なかでも顔料系インクでのインクジェット記録に特に好適な記録媒体を提供することができる。
Claims (1)
- 支持体上にインク受容層を有するインクジェット用記録媒体において、該インク受容層表面のJIS B0601で定められた算術平均粗さ(Ra)が15nm以上50nm以下であり、かつ20点平均粗さ(Rz)が95nm以上250nm以下であることを特徴とするインクジェット用記録媒体。
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