JP2004291237A - Ink jet recording medium and ink jet recording method - Google Patents

Ink jet recording medium and ink jet recording method Download PDF

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JP2004291237A JP2003082550A JP2003082550A JP2004291237A JP 2004291237 A JP2004291237 A JP 2004291237A JP 2003082550 A JP2003082550 A JP 2003082550A JP 2003082550 A JP2003082550 A JP 2003082550A JP 2004291237 A JP2004291237 A JP 2004291237A
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Takayuki Suzuki
隆行 鈴木
Kiyoshi Endo
喜芳 遠藤
Tomohiko Sakai
智彦 坂井
Masako Kikuchi
雅子 菊地
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Konica Minolta Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording medium which shows high image density and superb ink grab, and an ink jet recording method. <P>SOLUTION: The ink jet recording medium shows a surface zeta potential of +5 to +30 mv at pH7 of the recording surface of an ink jet recording medium having at least one ink absorbing layer formed on a support, and the ink jet recording method using the medium is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録媒体及びインクジェット記録方法に関し、詳しくは、インクジェット記録した画像の画像濃度、定着性に優れたインクジェット記録媒体、及びインクジェット記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録は、インクの微小液滴を種々の作動原理により飛翔させて紙などの記録シートに付着させ、画像・文字などの記録を行うものであるが、比較的高速、低騒音、多色化が容易である等の利点を有している。
【0003】
従来の記録方法で、従来から問題となっていたノズルの目詰まりとメンテナンスについては、インク及び装置の両面から改良が進み、現在では各種プリンター、ファクシミリ、コンピュータ端末等、様々な分野に急速に普及している。
【0004】
このインクジェット記録方式で使用される記録媒体としては、印字ドットの濃度が高く、色調が明るく鮮やかであること、インクの吸収が早く印字ドットが重なった場合に於いてもインクが流れ出したり滲んだりしないこと、印字ドットの横方向への拡散が必要以上に大きくなく、かつ周辺が滑らかでぼやけないこと等が要求される。
【0005】
これらの要求を解決するために、従来から非常に多くの技術が提案されている。低サイズ原紙に表面加工用の塗料を湿潤させた記録用紙(例えば、特許文献1参照。)、支持体表面にインク吸収性の塗層を設けた記録用紙(例えば、特許文献2参照。)、被覆層中の顔料として非膠質シリカ粉末を含有する記録用紙(例えば、特許文献3参照。)、無機顔料と有機顔料を併用した記録用紙(例えば、特許文献4参照。)、2つの空孔分布ピークを有する記録用紙(例えば、特許文献5参照。)、上下2層の多孔質層からなる記録用紙(例えば、特許文献6参照。)、不定形亀裂を有する記録用紙(例えば、特許文献7〜9参照。)、微粉末層を有する記録用紙(例えば、特許文献10〜12参照。)、特定の物性値を有する顔料や微粒子シリカを含有する記録用紙(例えば、特許文献13〜17参照。)、コロイド状シリカ等の微粒子シリカを含有する記録用紙(例えば、特許文献18〜27参照。)、アルミナ水和物微粒子を含有する記録用紙(例えば、特許文献28〜34参照。)、表面にプラス電荷を有する微粒子を含有するインク受像層を有する記録用紙(例えば、特許文献35、36参照。)等の多数が知られている。
【0006】
一方、インクジェット記録方法に適用する記録液(インク)としては、上述の記録媒体、画像記録方法に適合して用いられ、水性インク、顔料インク、色素含有低融点固形ワックスインク、油溶性染料インクなど様々なものが知られている。水溶性色素を含む水性インクは、ノズルの目詰まりを起こし難いという長所を有しているが、形成した画像が滲み易く耐水性が劣るという問題がある。又、顔料を含むインクは、滲み難く耐水性は好ましいが、画像濃度や画質の鮮やかさが劣り、ノズルの目詰まりも起こし易く、十分な定着性が得られないという問題がある。色素を含有した低融点固形ワックスを含むワックスインクは、被記録部材に付着させた後、熱溶融させて画像を完成させるという煩雑さが伴う。油溶性染料を含むインクには、有機溶剤等の油性媒を用いる油性インクと水性媒を用いる水性インクとがあるが、前者の油性インクは環境面から用途に制限があるため、後者の水性インクで滲みの少ない耐水性に優れた水性インクの開発が待望されている。特に油溶性染料をポリマー(樹脂)微粒子中に含浸させた水性インクは、滲み難く耐水性が優れることに加えて、ノズル目詰まりを起こし難いことが期待される。このような水性インクとしては、ビニルモノマーを乳化重合したラテックスに有機溶媒に溶解した油溶性染料を加え、撹拌後、有機溶剤を蒸発させて油溶性染料を含浸させたポリマー微粒子を用いた水性インク(例えば、特許文献37参照。)が開示されている。又、ビニルモノマーを低分子界面活性剤で乳化重合したラテックス(ポリマー微粒子)に、油溶性染料を加え、加熱撹拌したポリマー微粒子を用いた水性インク(例えば、特許文献38〜40参照。)が開示されている。しかしながら、これら油溶性染料をポリマー微粒子に含浸させたインクは、滲み難く耐水性が優れることに加えノズル目詰まりを起こし難いものの、画像濃度が劣り、着色ポリマー(樹脂)微粒子が十分な定着性を得られないという問題がある。
【0007】
この様に、これらインクジェット記録媒体の技術や記録液(インク)組成物の技術では、近年高度に発展したインクジェット記録技術、特に画像濃度、色材の定着性の要望を満足させるに到ってないのが実情である。
【0008】
【特許文献1】
特開昭52−53012号公報
【0009】
【特許文献2】
特開昭55−5830号公報
【0010】
【特許文献3】
特開昭56−157号公報
【0011】
【特許文献4】
特開昭57−107878号公報
【0012】
【特許文献5】
特開昭58−110287号公報
【0013】
【特許文献6】
特開昭62−111782号公報
【0014】
【特許文献7】
特開昭59−68292号公報
【0015】
【特許文献8】
特開昭59−123696号公報
【0016】
【特許文献9】
特開昭60−18383号公報
【0017】
【特許文献10】
特開昭61−135786号公報
【0018】
【特許文献11】
特開昭61−148092号公報
【0019】
【特許文献12】
特開昭62−149475号公報
【0020】
【特許文献13】
特開昭63−252779号公報
【0021】
【特許文献14】
特開平1−108083号公報
【0022】
【特許文献15】
特開平2−136279号公報
【0023】
【特許文献16】
特開平3−65376号公報
【0024】
【特許文献17】
特開平3−27976号公報
【0025】
【特許文献18】
特開昭57−14091号公報
【0026】
【特許文献19】
特開昭60−219083号公報
【0027】
【特許文献20】
特開昭60−210984号公報
【0028】
【特許文献21】
特開昭61−20797号公報
【0029】
【特許文献22】
特開昭61−188183号公報
【0030】
【特許文献23】
特開平5−278324号公報
【0031】
【特許文献24】
特開平6−92011号公報
【0032】
【特許文献25】
特開平6−183134号公報
【0033】
【特許文献26】
特開平7−137431号公報
【0034】
【特許文献27】
特開平7−276789号公報 (特許請求の範囲)
【0035】
【特許文献28】
特開平2−276671号公報
【0036】
【特許文献29】
特開平3−67684号公報
【0037】
【特許文献30】
特開平3−215082号公報
【0038】
【特許文献31】
特開平3−251488号公報
【0039】
【特許文献32】
特開平4−67986号公報
【0040】
【特許文献33】
特開平4−263983号公報
【0041】
【特許文献34】
特開平5−16517号公報
【0042】
【特許文献35】
特開平11−147362号公報 (特許請求の範囲)
【0043】
【特許文献36】
特開2000−85241号公報 (特許請求の範囲)
【0044】
【特許文献37】
特開昭54−58504号公報
【0045】
【特許文献38】
特開昭55−139471号公報
【0046】
【特許文献39】
特開昭62−172076号公報
【0047】
【特許文献40】
特開昭62−184072号公報 (特許請求の範囲)
【0048】
【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、本発明の目的とするところは、記録後の画像濃度、インク定着性に優れたインクジェット記録媒体及びインクジェット記録方法を提供することにある。
【0049】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成された。
【0050】
1.支持体上に、少なくとも1層のインク吸収層を有するインクジェット記録媒体の記録面のpH7における表面ゼータ電位が+5mV以上+30mV以下であることを特徴とするインクジェット記録媒体。
【0051】
2.表面ゼータ電位が+10mV以上+25mV以下であることを特徴とする前記1に記載のインクジェット記録媒体。
【0052】
3.前記1又は2に記載のインクジェット記録媒体に、ゼータ電位が負である記録液で記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
【0053】
4.記録液が色材として顔料を含むことを特徴とする前記3に記載のインクジェット記録方法。
【0054】
5.記録液が色材を含有するポリマーからなる着色樹脂微粒子を含むことを特徴とする前記3に記載のインクジェット記録方法。
【0055】
6.着色樹脂微粒子が色材を含有するポリマーコア及びポリマーシェルから成る着色樹脂微粒子であることを特徴とする前記5に記載のインクジェット記録方法。
【0056】
7.記録液のゼータ電位が−90mV以上−10mV以下であることを特徴とする前記3〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【0057】
8.前記1又は2に記載のインクジェット記録媒体に、ゼータ電位が正である記録液で記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
【0058】
9.記録液が色材として顔料を含むことを特徴とする前記8に記載のインクジェット記録方法。
【0059】
10.記録液が色材を含有するポリマーからなる着色樹脂微粒子を含むことを特徴とする前記8に記載のインクジェット記録方法。
【0060】
11.着色樹脂微粒子が色材を含有するポリマーコア及びポリマーシェルから成る着色樹脂微粒子であることを特徴とする前記10に記載のインクジェット記録方法。
【0061】
12.記録液のゼータ電位が+10mV以上+90mV以下であることを特徴とする前記8〜11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【0062】
本発明を更に詳しく説明する。
本発明のインクジェット記録媒体(以下、本発明の記録媒体とも言う)は、支持体上にインク吸収層を有する。
【0063】
本発明の記録媒体に用いられる支持体は、吸水性支持体と非吸水性支持体の何れも用いることができるが、プリント後に皺の発生が無く、平滑性に差が生ぜずに高品位のプリントが得られること、又、容易に光沢面を形成できることから非吸水性支持体が好ましい。
【0064】
吸水性支持体としては、特に天然パルプを主体とした紙支持体が代表的であるが、合成パルプと天然パルプの混合物であってもよい。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又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、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、又は半透明なものも使用できる。本発明で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。以下、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。
【0065】
支持体に用いられる紙は、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(Lは広葉樹、Nは針葉樹、BKは硫酸塩晒し、BSは亜硫酸塩晒し、Pはパルプの略)の何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/又はLDPの比率は10〜70%が好ましい。
【0066】
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、又、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。紙中には、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。
【0067】
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、又、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%のものが好ましい。尚、4メッシュ残分は20%以下であることが好ましい。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。紙は抄紙段階又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/m(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。
【0068】
紙表面には表面サイズ剤を塗布してもよく、表面サイズ剤としては上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。紙のpHはJIS P 8113で規定された熱水抽出法により測定した場合、5〜9であることが好ましい。
【0069】
次に、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(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリイソブチレン等が挙げられるが、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。
【0070】
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/又は高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他のLLDPE(直線状低密度ポリエチレン)やPP等も一部使用することができる。特に塗布層側のポリオレフィン層は、ルチル又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。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顔料や蛍光増白剤を添加することができる。
【0071】
着色顔料としては、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、セルリアンブルー、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。蛍光増白剤としては、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。
【0072】
紙の表裏のポリエチレン(PE)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15〜40μm、バック層側で10〜30μmの範囲である。表裏のPEの比率はインク吸収層の種類や厚さ、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PEの比率は厚みで概ね3/1〜1/3である。更に上記PEで被覆紙の支持体は以下(1)〜(7)の特性を有していることが好ましい。
【0073】
(1)引っ張り強さは、JIS P 8113で規定される強度で縦方向が2〜30kg、横方向が1〜20kgであることが好ましい。
【0074】
(2)引き裂き強度は、JIS P 8116で規定される強度で縦方向が10〜300g、横方向が20〜400gが好ましい。
【0075】
(3)圧縮弾性率は、9.8×10Pa以上が好ましい。
(4)不透明度は、JIS P 8138に規定された方法で測定した時に50%以上、特に85〜98%が好ましい。
【0076】
(5)白さは、JIS Z 8729で規定されるL、a、bが、L=80〜95、a=−3〜+5、b=−6〜+2であることが好ましい。
【0077】
(6)クラーク剛直度は、記録媒体の搬送方向のクラーク剛直度が20〜400cm/100である支持体が好ましい。
【0078】
(7)原紙中の水分は、中紙に対して4〜10%が好ましい。
本発明のインクジェット記録媒体は、上記支持体上にインク吸収層を有するものが好ましい。
【0079】
次に、インク吸収層について説明する。本発明の記録媒体は少なくとも1層のインク吸収層を有し、該記録媒体の記録面のpH7における表面ゼータ電位が+5mV以上+30mV以下であることを特徴としている。より好ましくは+10mV以上+25mV以下である。本発明者らが鋭意検討した結果このような範囲に表面ゼータ電位を制御し、ゼータ電位が負又は正のインクジェット記録液(インク)で記録することで、優れた発色濃度、定着性を呈することを見出した。その理由は定かではないが、負電荷又は正電荷を帯びたインクジェット記録液(インク)が記録媒体の記録面に吐出されたときに記録液と記録媒体表面との適度な相互作用により画像濃度及びインク定着性が向上したと考えられる。該記録媒体の表面ゼータ電位は市販の装置を用いて以下のように求めることができる。測定法は特に限定されないが、例えば、測定する平板状サンプル表面にポリマー粒子を分散した溶液(pH7)を接触させ、ポリマー粒子を電気泳動させた時の、ポリマー粒子の移動速度の変化から平板状サンプル表面のゼータ電位を求めることができる。このような表面ゼータ電位を制御した記録媒体の作製は後述するインク吸収層中の添加剤種類、その使用量、及びインク吸収層作製後、表面に各種添加剤をオーバーコートすることにより可能となる。
【0080】
前記インク吸収層は物性又は構成材料等の異なる2層以上のインク吸収層を有してもよい。例えば上層に表面ゼータ電位を制御したインク吸収層、下層に高インク吸収性の機能を持たせたインク吸収層を設けた多層構成のインク吸収層を用いることもできる。又、インク吸収層は支持体の片面のみでもよいが、両面に設けてもよい。この時、両面に設けられるインク吸収層は同じでも異なってもよい。インク吸収層は膨潤層型インク吸収層と空隙型インク吸収層に大別される、何れの場合であってもよい。又、膨潤型のインク吸収層と空隙型のインク吸収層を組み合わせてもよい。例えば、支持体に近い側に膨潤型インク吸収層を設け、支持体から離れた側に空隙型インク吸収層を設けた層構成やこの逆の層構成を用いることもできる。更には支持体の両面にインク吸収層を設けた記録媒体の場合には、表裏で同じタイプの吸収層にしてもよく、異なるタイプのインク吸収層であってもよい。
【0081】
本発明で特に好ましいのは空隙型インク吸収層である。これは、インク吸収速度が速く、ムラの発生が少ないために高品位のプリントが得られるためである。
【0082】
膨潤型インク吸収層は、インク溶媒に対して膨潤性がある親水性ポリマーから主として構成される。そのような親水性ポリマーとしては、ゼラチン(アルカリ処理ゼラチン、酸処理ゼラチン、アミノ基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等)、ポリビニルアルコール(平均重合度が300〜4000、鹸化度が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。膨潤型インク吸収層には、親水性ポリマーの膨潤性に影響を与えない範囲で無機微粒子や有機微粒子等の微粒子を含有させてもよいが、親水性バインダーに対して概ね100%以下である。膨潤層に設けられる親水性ポリマーの使用量は、記録媒体1m当たり概ね3〜20g、好ましくは5〜15gである。
【0083】
空隙型インク吸収層は、無機又は有機の微粒子と少量の親水性ポリマーから形成される空隙層を有する多孔質皮膜のものが好ましい。微粒子は無機微粒子が好ましい。このような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、珪藻土、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できる。無機微粒子は、1次粒子のまま用いても、又、2次凝集粒子を形成した状態で使用することもできる。
【0084】
特に微細な空隙が形成できることから、通常の湿式法で合成されたシリカ、コロイダルシリカ、気相法で合成された微粒子シリカ又は擬ベーマイトが好ましく、特に平均粒径が300nm以下の合成シリカ、コロイダルシリカ及び擬ベーマイトが好ましい。無機微粒子の平均粒径は、例えば、粒子そのもの又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て、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。又、空隙層を形成する塗工液から動的光散乱法を利用して平均粒径を求めることもできる。例えば、大塚電子製レーザ粒径解析システムや、マルバーン社製ゼータサイザーを用いて求めることができる。
【0085】
空隙層に用いられる親水性ポリマーとしては、膨潤型インク吸収層で用いられる親水性ポリマーと同様のものが用いられるが、好ましい親水性ポリマーはポリビニルアルコール(PVA)である。本発明で用いられるPVAには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のPVAの他に、末端をカチオン変性したPVAやアニオン性基を有するアニオン変性PVA等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。酢酸ビニルを加水分解して得られるPVAは、平均重合度が300以上のものが好ましく、特に1000〜5000のものが好ましい。鹸化度は70〜100%のものが好ましく、80〜99.5%のものが特に好ましい。インク吸収層が空隙型である場合、親水性ポリマーと前記無機又は有機の微粒子の質量比率は、通常、1:10〜1:3であり、特に好ましくは1:8〜1:5である。
【0086】
前記空隙層が親水性ポリマーを含有する場合には、皮膜の造膜性を改善し、皮膜の耐水性や強度を高めるために、硬膜剤を添加することが好ましい。硬膜剤としては、一般的には前記親水性ポリマーと反応し得る基を有する化合物あるいは親水性ポリマーが有する異なる基同士の反応を促進するような化合物が好ましく、親水性ポリマーの種類に応じて適宜選択して用いられる。硬膜剤の具体例としては、例えばエポキシ系硬膜剤(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)、アルデヒド系硬膜剤(ホルムアルデヒド、グリオキザール等)、活性ハロゲン系硬膜剤(2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−1,3,5−トリアジン等)、活性ビニル系化合物(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)、イソシアネート系硬膜剤(トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等)、硼酸、硼酸塩、硼砂、明礬等が挙げられる。前記親水性ポリマーとしてPVAを使用する場合には、硼酸、硼酸塩又はエポキシ系硬膜剤から選ばれる硬膜剤を使用するのが好ましい。上記硬膜剤の使用量は親水性ポリマーの種類、硬膜剤の種類、シリカ微粒子の種類、親水性ポリマーに対する比率等により変化するが、通常、親水性ポリマー1g当たり5〜500mg、好ましくは10〜300mgである。又、複数の種類の硬膜剤を併用することもできる。
【0087】
記録媒体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る。中でもカチオン媒染剤は、印字後の耐水性や耐湿性を改良するために好ましい。本発明ではカチオン媒染剤の種類、使用量を適宜選択することで記録媒体の表面ゼータ電位を制御することが可能となる。
【0088】
カチオン媒染剤としては、第1〜3級アミノ基及び第4級アンモニウム塩基を有するポリマー媒染剤が好ましく用いられるが、経時での変色や耐光性の劣化が少ないこと、染料の媒染能が充分高いこと等から、第4級アンモニウム塩基を有するポリマー媒染剤が好ましい。好ましいポリマー媒染剤は、上記第4級アンモニウム塩基を有するモノマーの単独重合体やその他のモノマーとの共重合体又は縮重合体として得られる。カチオン媒染剤の具体例は、例えば、「インクジェットプリンター技術と材料」268頁(シーエムシー社発行,1998年)に記載されている。
【0089】
上記以外に、例えば特開昭57−74193号、同57−87988号及び同62−261476号に記載の紫外線吸収剤、特開昭57−74192号、同57−87989号、同60−72785号、同61−146591号、特開平1−95091号及び同3−13376号等に記載の退色防止剤、アニオン、カチオン又は非イオンの各種界面活性剤、特開昭59−42993号、同59−52689号、同62−280069号、同61−242871号及び特開平4−219266号等に記載の蛍光増白剤、消泡剤、ジエチレングリコール等の潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤等、公知の各種添加剤を含有させることもできる。
【0090】
本発明の記録媒体において、記録面の光沢度としては、JIS Z 8741による75度鏡面光沢度測定で40〜80%が好ましい。この光沢度が小さいほど記録画像の鮮明度が低下しやすくなる。尚、光沢度は、本発明では75度で測定した場合に上記範囲内が好ましいが、より低い角度、例えば60度や45度で測定した場合には、より低い値になるのが一般的である。
【0091】
本発明の記録媒体において、記録面の膜面pHは3.5〜8.0が好ましい。膜面が特定のpHであった場合、記録画像の耐水性が向上する。ここで、膜面pHとは、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秒後に測定した表面pHをいう。
【0092】
本発明の記録媒体は、インク吸収層を形成する塗工液を前記支持体に塗布することにより作製できる。ここでインク吸収層に好ましく用いられる前記無機微粒子は分散媒体中で十分に分散してから、塗工液として用いることが好ましい。前記無機微粒子の分散方法としては、予備分散工程と本分散工程を有することが好ましく、用いることのできる分散方法としては、高速攪拌分散機、超音波分散機、ローラミルタイプ、ニーダータイプ、ピンミキサータイプ、高圧式ホモジナイザー、湿式メディア型粉砕機(サンドミル、ボールミル)等を挙げることができる。分散媒体としては、特に制限は無いが、水性媒体が好ましく、前記水性媒体としては、水以外に前記カチオン媒染剤、前記硬膜剤が含有されていることが好ましい。
【0093】
更には前記親水性ポリマー、各種の添加剤を、予め分散媒体又は無機微粒子分散後の分散液に添加しても良く、例えば、ノニオン性又はカチオン性の各種の界面活性剤、消泡剤、ノニオン性の親水性ポリマー(ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、各種の糖類、ゼラチン、プルラン等)、ノニオン性又はカチオン性のラテックス分散液、水混和性有機溶媒(酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、アセトンなど)、無機塩類、pH調整剤など、必要に応じて適宜使用することができる。このような構成材料からなる塗工液を、前記支持体に塗布することで本発明の記録媒体を作製することができる。
【0094】
インク吸収層を支持体に塗布するに当たっては、表面と塗布層との間の接着強度を大きくする等の目的で、支持体にコロナ放電処理や下引層を設けることが好ましい。下引層としては、ゼラチンやポリビニルアルコール等の親水性ポリマーを必要に応じて硬化剤と併用して設けられる。好ましい下引層の厚さは0.01〜1μmの範囲である。
【0095】
本発明のインクジェット記録媒体が、片面にのみ記録する用途である場合、インク吸収層を有する側の反対側にカール防止や印字直後に重ね合わせた際のくっつきやインク転写を更に向上させるために種々の種類のバック層を設けることができる。バック層の構成は支持体の種類や厚み、表側の構成や厚みによっても変わるが、一般には親水性バインダーや疎水性バインダーが用いられる。
【0096】
バック層の厚みは、通常、0.1〜10μmの範囲である。又、バック層には他の記録媒体との「くっつき」防止、筆記性改良、更にはインクジェット記録装置内での搬送性改良のために表面を粗面化できる。この目的で好ましく用いられるのは、粒径が0.5〜20μmの有機又は無機の微粒子である。これらのバック層は予め設けていてもよく、反対側のインク吸収層を塗布した後で設けてもよい。
【0097】
インク吸収層の塗布方式としては、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。支持体としてポリオレフィン樹脂コート紙を使用する場合には、乾燥は概ね0〜80℃の範囲で乾燥することが好ましい。80℃を超えると、ポリオレフィン樹脂が軟化して搬送を困難にしたり記録層表面の光沢にムラが出たりする。好ましい乾燥温度は0〜60℃である。
【0098】
乾燥後に前記界面活性剤、前記紫外線吸収剤、前記退色防止剤、前記硬膜剤、前記カチオン媒染剤、前記消泡剤、前記蛍光増白剤、前記潤滑剤、前記防腐剤、前記増粘剤等、公知の各種添加剤含有溶液をオーバーコートしてもよい。本発明ではオーバーコートにより表面ゼータ電位を制御することも可能となる。界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤が挙げられるが、中でも陰イオン界面活性剤もしくは陽イオン界面活性剤をそれぞれ単独で用いるか、又はこれらを併用することが好ましい。オーバーコート塗工液には無機粒子及び/又は有機粒子も添加できる。無機粒子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、珪藻土、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できる。有機粒子としては、アクリル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂等が挙げられる。インク吸収層上にオーバーコート層を設ける方法としては、特に限定されるものではなく、従来から公知の、バーコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、カーテンコーターなどの塗工機や印刷機によって設けることができる。又、オーバーコート層の塗工量は、目的性能を満足させるかぎり不必要に多くする必要はなく、0.2〜5g/mの範囲が好ましく用いられる。
【0099】
次に、本発明における記録液について説明する。本発明における記録液(インク)はゼータ電位が負又は正であることを特徴とする。記録液のゼータ電位は用いる添加剤等で制御することができ、保存安定性に優れたものとなる。記録液のゼータ電位は市販の装置を用いて公知の方法で測定することができる。
【0100】
本発明のインクジェット記録方法においては、記録液のゼータ電位を−90mV以上−10mV以下が好ましく、更に好ましくは−60mV以上−20mV以下である。本発明者らが鋭意検討した結果、ゼータ電位をこのような範囲に制御した記録液で記録することで、特に優れた発色濃度、定着性を呈することを見出した。特に、インク定着性に優れる傾向が見られた。その理由は定かではないが、負電荷を帯びたインクジェット記録液が記録媒体の記録面に吐出されたときに記録液と記録媒体表面との適度な相互作用により画像濃度及びインク定着性が向上したと考えられる。
【0101】
又、本発明のインクジェット記録方法においては、記録液のゼータ電位を+10mV以上+90mV以下が好ましく、更に好ましくは+20mV以上+60mV以下である。本発明者らが鋭意検討した結果、ゼータ電位をこのような範囲に制御した記録液で記録することで、特に優れた発色濃度、定着性を呈することを見出した。特に、画像濃度に優れる傾向が見られた。その理由は定かではないが、正電荷を帯びたインクジェット記録液が記録媒体の記録面に吐出されたときに記録液と記録媒体表面との適度な相互作用により画像濃度及びインク定着性が向上したと考えられる。
【0102】
記録液としては特に制限はないが、通常、色材、液媒体、その他の添加剤からなっている。記録液に用いる色材としては公知の、インクジェット記録で用いられている油性染料、分散染料、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が使用できる。又、従来公知の有機及び無機顔料が使用できる。例えばアゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料、カーボンブラック等の無機顔料が挙げられる。更には色材を含有するポリマーから成る着色樹脂微粒子が使用できる。
【0103】
記録液の液媒体としては、水系が好ましく、記録液が乾燥した際に色材が析出し、ノズル先端やインク供給経路で目詰まりを起こすのを防止するために、通常、沸点が約120℃以上で室温で液状の高沸点有機溶媒が添加される。高沸点有機溶媒は、水が蒸発した際に色材等の固形成分が析出し、粗大析出物が発生するのを防止する作用を有することが必要であり、そのために、水よりはるかに低い蒸気圧を有することが要求される。また、水に対する混和性が高い必要がある。そのような目的で用いられる高沸点有機溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、グリセリンモノメチルエーテル、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,4−ぺンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、トリエタノールアミン、ポリエチレングリコール(平均分子量が約300以下)等が挙げられる。また、上記した以外にも、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等も使用できる。これら多くの高沸点有機溶剤の中でも、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、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、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等は好ましいものである。
【0104】
記録液が含有するその他の添加剤としては、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。
【0105】
記録液は、記録媒体に対する濡れ性を良好にしたり、インクジェットノズルからの吐出を安定化させる目的で、25℃において、2.5×10−4〜5.0×10−4N/cmの範囲内の表面張力を有するのが好ましい。又、記録液の粘度は、25℃において2×10−3〜10×10−3Pa・sが好ましい。
【0106】
次に色材を含有するポリマーから成る着色樹脂微粒子を含有する記録液(インク)について詳細に説明する。
【0107】
本発明で言う着色樹脂微粒子は、色材を含有するポリマーから成る着色樹脂微粒子、又は色材を含有するポリマーコア及びポリマーシェルから成る着色樹脂微粒子であることを特徴とする。特に、色材を含有するポリマーコアとコアよりも色材含有率の少ないポリマーシェルを有することが好ましい。
【0108】
ポリマーコアは主として色材を包含し、その堅牢性や色調を保持するのに寄与する。一方、ポリマーシェルは、色材を包含した微粒子のインクサスペンションとしての安定性を増すことに寄与し、更に記録媒体(メディア)上での色材の定着を促進し、凝集を防止し、画質の向上に寄与する。又、色材の堅牢性、色調の保持にも貢献する。
【0109】
本発明においては、シェルにおける色材含有率(濃度)が、コア/シェル化を行ってないコアにおける色材含有率の0.8以下が好ましい。更に好ましくは0.5以下であり、特に好ましくは0.2以下である。
【0110】
色材含有率はTOF−SIMSのような質量分析装置で測定することができる。TOF−SIMSでは、個々の微粒子表面について、先ず質量数1〜1000のイオンの総量を測定し、その中で染料に起因するイオンの総量から、色材含有率を求めることができる。シェルとコア/シェル化を行っていないコア、それぞれの色材含有率を比較する。TOF−SIMSでは、表面から深さ方向に数nmの元素分析ができるため、本発明のようなコア/シェル微粒子の分析が可能である。
【0111】
本発明において、色材含有ポリマー(樹脂)微粒子含有インクに用いられる色材含有樹脂微粒子は、体積平均粒子径が5nm以下であると単位体積当たりの表面積が非常に大きくなるため、色材をポリマー中に封入する効果が小さくなる。一方、ヘッドに対する詰まりやすさ、又インク中での沈降の起き易さ、停滞安定性の観点から、粒子径は5〜400nmが好ましく、10〜300nmが更に好ましい。
【0112】
体積平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)写真の投影面積(少なくとも100粒子以上に対して求める)の平均値から得られた円換算平均粒径を、球形換算して求めることができる。更に体積平均粒子径とその標準偏差を求め、標準偏差を体積平均粒子径で割ることで変動係数を求めることができる。又、動的光散乱法を利用して体積平均粒子径、変動係数を求めることもできる。例えば、大塚電子製レーザ粒径解析システムや、マルバーン社製ゼータサイザーを用いて求めることができる。
【0113】
粒子径の変動係数は、この値が大きいほど粒子径の分布が広いことを意味する。体積平均粒子径の変動係数が80%以上であると、粒子間の表面物性に「ばらつき」が生じ易くなる。表面物性の「ばらつき」は粒子の凝集を招き易く、インクジェットヘッドの詰まりを起こし易い。又、粒子の凝集は記録媒体上で色材の光散乱を招き易く、画質の低下も招き易くする。変動係数は50%以下が好ましく、30%以下が更に好ましい。
【0114】
本発明においては、シェルに用いられるポリマー量が総ポリマー量の5〜95質量%が好ましい。5質量%より少ないとシェルの厚みが不十分で、色材を多く含有するコアの一部が粒子表面に現れ易くなる。又、シェルのポリマーが多すぎると、コアの色材保護能低下を起こし易い。更に好ましくは10〜90質量%である。
【0115】
色材の総量は総ポリマー量に対して20〜1000質量%であることが好ましい。色材量がポリマーに比して少なすぎると吐出後の画像濃度が上がらず、又、色材質量が多すぎるとポリマーの保護能が十分に得られない。
【0116】
本発明におけるコア/シェルは、最初に色材を含有するポリマーコアを作製した後、ポリマーシェルを設ける方法と、コアシェルを同時に設ける手法が考えられる。
【0117】
〈微粒子コア作製後にシェルを設ける手法〉
コアとなる色材含有ポリマーは、各種の手法で調製することができる。例えばモノマー中に油溶性染料を溶解させ、水中で乳化後、重合によりポリマー中に染料を封入する方法、ポリマーと色材を有機溶剤中に溶解し、水中で乳化後有機溶剤を除去する方法、染料溶液に多孔質のポリマー微粒子を添加し、染料を微粒子に吸着、含浸させる手法などがある。それにポリマーシェルを設ける手法としては、コアとなるポリマーの水系サスペンションに水溶性のポリマー分散剤を添加し吸着させる手法、モノマーを徐々に滴下し、重合と同時にコア表面に沈着させる方法、あるいは、有機溶剤に溶解したポリマーを徐々に滴下し、析出と同時にコア表面に吸着させる方法などがある。
【0118】
あるいは、顔料をポリマーと混練し、その後水系で分散しポリマー被覆顔料コアを作製し、更に上記の方法によりシェル化を行うことも可能である。
【0119】
〈微粒子形成時にコアとシェルを同時に設ける手法〉
コアとなるポリマーと色材を重合後にシェルとなるモノマーに溶解又は分散し、水中で懸濁後重合する手法や、その液を活性剤ミセルを含有する水中に徐々に滴下しながら乳化重合して行く手法などがある。モノマーがコア、ポリマーがシェルとなってもよい。あるいは、重合後にコアとなり得るモノマーとシェルとなり得るモノマー混合液に色材を溶解又は分散し、懸濁重合あるいは乳化重合する手法がある。
【0120】
〈コアシェル化の評価〉
実際にコアシェル化されているかを評価することは重要である。本発明においては、個々の粒子径が500nm以下と非常に微小であるため、分析手法は分解能の観点から限られる。このような目的に沿う分析手法としては、TEMやTOF−SIMS等が適用できる。TEMによりコアシェル化した微粒子を観察する場合、カーボン支持膜上に分散液を塗布、乾燥させ観察することができる。TEMの観察像は、有機物であるポリマーの種類のみではコントラスト差が小さいため、コアシェル化されているか否かを評価するために、微粒子を、4酸化オスミウム、4酸化ルテニウム、クロルスルホン酸/酢酸ウラニル、硫化銀等を用いて染色する必要がある。コアだけの微粒子を染色しそのTEM観察を行い、シェルを設けたものと比較する。更に、シェルを設けた微粒子と設けていない微粒子を混合後、染色し、染色度合いの異なる微粒子の割合がシェルの有無に一致しているかの確認を行う。
【0121】
TOF−SIMSのような質量分析装置では、粒子表面にシェルを設けることで表面近傍の色材量がコアだけの時よりも減少していることを確認する。色材にコアシェルのポリマーに含有されていない元素がある場合、その元素をプローブとして色材含有量の少ないシェルが設けられたかを確認することができる。
【0122】
即ち、色材含有率は、TOF−SIMSによって、個々の微粒子表面について、先ず質量数1〜1000のイオンの総量を測定し、その中で染料に含有されるコアシェルのポリマーに含有されていない元素に由来するイオンの総量との比から求めることができる。この方法により、シェルとコア/シェル化を行っていないコア、それぞれの色材含有率を比較することにより、それぞれの色素含有率を測定できる。TOF−SIMSでは表面から深さ方向に数nmの元素分析ができるため、本発明の様なコア/シェル微粒子の分析が可能である。
【0123】
そのような元素がない場合、適当な染色剤を用いてシェル中の色材含有量がシェルを設けていないものと比較することができる。
【0124】
又、コアシェル粒子をエポキシ樹脂内に埋胞し、ミクロトームで超薄い切片を作製、染色を行うことでコアシェル化はより明瞭に観察できる。上記のように、ポリマーや、色材にプローブとなり得る元素がある場合、TOF−SIMSやTEMによってコアシェルの組成、色材のコアとシェルへの分布量を見積もることもできる。
【0125】
前述のように、本発明においては、シェルにおける色材含有率が、コア/シェル化を行っていないコアにおける色材含有率の0.8以下が好ましい。更に好ましくは0.5以下であり、特に好ましくは0.2以下である(勿論、0あるいは限りなく0に近い値であってもよい)。これにより、ポリマーコアが、色材の主たる部分を包含することで、その堅牢性や色調を保持するのに寄与し、一方、ポリマーシェルは色材を包含したこれら微粒子のインクサスペンションとしての安定性を増すことに寄与すると共に、記録媒体上での色材の定着促進、凝集の防止、画質の向上や色材の堅牢性、色調の保持にも貢献する。
【0126】
必要な粒子径を得るには、処方の最適化と適当な乳化法の選定が重要である。処方は、用いる色材、ポリマーによって異なるが、水中のサスペンションが好ましいので、コアを構成するポリマーよりシェルを構成するポリマーの方が一般的に親水性が高いことが必要である。又、シェルを構成するポリマーに含有される色材は、上記のようにコアを構成するポリマー中より少ないことが好ましく、色材もシェルを構成するポリマーよりも親水性の低いことが必要である。親水性、疎水性は、例えば溶解性パラメータ(SP)を用いて見積もることができる。溶解性パラメータは、その値や、測定、計算法が、POLYMER HANDBOOK 第4版(JOHN WILEY & SONS,INC.)675頁からの記載が参考になる。
【0127】
色材含有樹脂微粒子に用いられるポリマーは、その数平均分子量が500〜100000、特に1000〜30000であることが、印刷後の製膜性、その耐久性及びサスペンションの形成性の点から好ましい。
【0128】
該ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、各種のものを用いることが可能だが、用いるポリマーの内、少なくとも1種以上はTgが10℃以上であるものを用いる方が好ましい。
【0129】
本発明においては、一般に知られている全てのポリマーを使用可能であるが、特に好ましいポリマーは、主な官能基としてアセタール基を含有するポリマー、炭酸エステル基を含有するポリマー、水酸基を含有するポリマー及びエステル基を有するポリマーである。上記のポリマーは置換基を有してもよく、その置換基は、直鎖状、分岐、又は環状構造を採ってもよい。又、上記の官能基を有するポリマーは、各種のものが市販されているが、常法によって合成することもできる。又、これらの共重合体は、例えば一つのポリマー分子中にエポキシ基を導入しておき、後に他のポリマーと縮重合させたり、光や放射線を用いてグラフト重合を行っても得られる。
【0130】
主な官能基としてアセタールを含有するポリマーとしては、ポリビニルブチラール樹脂などが挙げられる。例えば、電気化学工業社製の#2000−L、#3000−1、#3000−2、#3000−4、#3000−K、#4000−1、#4000−2、#5000−A、#6000−C、#6000−EP、あるいは積水化学工業社製のBL−1、BL−1H、BL−2、BL−2H、BL−5、BL−10、BL−S、BL−SH、BX−10、BX−L、BM−1、BM−2、BM−5、BM−S、BM−SH、BH−3、BH−6、BH−S、BX−1、BX−3、BX−5、KS−10、KS−1、KS−3、KS−5等がある。
【0131】
樹脂は、PVAの誘導体として得られるが、元のPVAの水酸基のアセタール化度は最大でも80モル%程度であり、通常は50〜80モル%程度である。尚、ポリビニルブチラールの場合には、アセタール基として1,1′−ブチレンジオキシ基が形成されるが、ここでアセタール化度と言う場合は、この様な狭義のアセタールを指すのではなく、より一般的なアセタール基を意味し、水酸基を有する化合物(この場合PVA)とアルデヒド基を有する化合物(この場合ブタナール)とから形成されるアセタール基を有する化合物を指す。水酸基については、特に規定はないが、10〜40モル%含有されていることが好ましい。又、アセチル基の含有率に特に規定はないが、10モル%以下であることが好ましい。主な官能基としてアセタール基を含有するポリマーとは、ポリマー中に含まれる酸素原子のうち、少なくとも30モル%以上がアセタール基を形成していることを言う。
【0132】
他に主な官能基としてアセタール基を含有するポリマーとして、三菱エンジニアリングプラスチックス社製のユピタールシリーズ等も使用可能である。
【0133】
主な官能基として炭酸エステルを含有するポリマーとしては、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。例えば三菱エンジニアリングプラスチックス社製のユーピロンシリーズ、ノバレックスシリーズがある。ユーピロンシリーズはビスフェノールAを原料として作られており、測定法によってその値は異なるが、各種の分子量のものを用いることができる。ノバレックスシリーズでは、分子量が20000〜30000、Tg150℃付近のものを用いることができるが、これらに限定されない。
【0134】
主な官能基として炭酸エステル基を含有するポリマーとは、ポリマー中に含まれる酸素原子の内、少なくとも30モル%以上が炭酸エステル基の形成に寄与していることを言う。
【0135】
主な官能基として水酸基を含有するポリマーとしては、例えばPVAが挙げられる。PVAの有機溶剤への溶解度は小さいものが多いが、鹸化価の小さいPVAであれば有機溶剤への溶解度は上昇する。水溶性が高いPVAは、水相中に添加しておき、有機溶剤除去後にポリマーのサスペンションに吸着させるようにして使用することもできる。
【0136】
PVAとしては市販のものを用いることができ、例えばクラレ社のポバールPVA−102、PVA−117、PVA−CSA、PVA−617、PVA−505等の他、特殊銘柄のサイズ剤用PVA、熱溶融成形用PVA、その他機能性ポリマーとして、KL−506、C−118、R−1130、M−205、MP−203、HL−12E、SK−5102等を用いることができる。
【0137】
鹸化度は50モル%以上のものが一般的であるが、LM−10HDのように40モル%程度であっても、これを用いることも可能である。このようなPVA以外でも主な官能基として水酸基を有するものが使用可能であるが、ポリマー中に含まれる酸素原子の内、少なくとも20モル%以上が水酸基を形成しているものが使用可能である。
【0138】
主な官能基としてエステル基を含有するポリマーとしては、例えばメタクリル樹脂が挙げられる。旭化成社製デルペットシリーズの560F、60N、80N、LP−1、SR8500、SR6500等を用いることができる。主な官能基としてエステル基を含有するポリマーとは、ポリマー中に含まれる酸素原子の内、少なくとも30モル%以上がエステル基を形成していることを言う。
【0139】
これらのポリマーを、それぞれ1種ないし2種以上を混合して用いてもよい。又、これらのポリマーが質量比で50%以上含まれていれば、他のポリマーや無機物のフィラーが含有されていてもよい。
【0140】
これらのポリマーの共重合体を用いることも好ましいが、例えば水酸基を含有するポリマーと、各種のポリマーを共重合させる手法として、水酸基をグリシジルメタクリレートのようなエポキシ基を有するモノマーと反応させ、その後、懸濁重合でメタクリル酸エステルモノマーと共重合させ、得ることができる。
【0141】
次に、上記ポリマーによって封入される色材について説明する。上記ポリマーによって封入され得る色材であれば特に制限無く用いることができ、例えば油性染料、分散染料、直接染料、酸性染料及び塩基性染料等が挙げられるが、良好な封入性の観点から油性染料及び分散染料を用いることが好ましい。
【0142】
本発明に好ましく使用される分散染料として、特に好ましい具体例を以下に示すが、これ等のみに限定されるものではない。
【0143】
C.I.ディスパーズイエロー5、42、54、64、79、82、83、93、99、100、119、122、124、126、160、184:1、186、198、199、204、224及び237;C.I.ディスパーズオレンジ13、29、31:1、33、49、54、55、66、73、118、119及び163;C.I.ディスパーズレッド54、60、72、73、86、88、91、92、93、111、126、127、134、135、143、145、152、153、154、159、164、167:1、177、181、204、206、207、221、239、240、258、277、278、283、311、323、343、348、356及び362;C.I.ディスパーズバイオレッド33;C.I.ディスパーズブルー56、60、73、87、113、128、143、148、154、158、165、165:1、165:2、176、183、185、197、198、201、214、224、225、257、266、267、287、354、358、365及び368;並びにC.I.ディスパーズグリーン6:1及び9等。
【0144】
一方、本発明に好ましく使用される油性染料としては、以下に限定されるものではないが、具体例として、例えばC.I.ソルベント・ブラック3、7、27、29及び34;C.I.ソルベント・イエロー14、16、19、29、56及び82;C.I.ソルベント・レッド1、3、8、18、24、27、43、51、72、73、132及び218;C.I.ソルベント・バイオレット3;C.I.ソルベント・ブルー2、11及び70;C.I.ソルベント・グリーン3及び7;並びにC.I.ソルベント・オレンジ2等が挙げられる。
【0145】
本発明における色材として、以下に挙げるような水溶性染料も使用可能である。
【0146】
用いることのできる水溶性染料としては、例えばアゾ染料、メチン染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料、ジフェニルメタン染料等を挙げることができ、その具体的化合物を以下に示す。ただし、これら例示化合物に限定されるものではない。
【0147】
〔C.I.アシッドイエロー〕
1、3、11、17、18、19、23、25、36、38、40、42、44、49、59、61、65、67、72、73、79、99、104、110、114、116、118、121、127、129、135、137、141、143、151、155、158、159、169、176、184、193、200、204、207、215、219、220、230、232、235、241、242、246。
【0148】
〔C.I.アシッドオレンジ〕
3、7、8、10、19、24、51、56、67、74、80、86、87、88、89、94、95、107、108、116、122、127、140、142、144、149、152、156、162、166、168。
【0149】
〔C.I.アシッドレッド〕
1、6、8、9、13、18、27、35、37、52、54、57、73、82、88、97、106、111、114、118、119、127、131、138、143、145、151、183、195、198、211、215、217、225、226、249、251、254、256、257、260、261、265、266、274、276、277、289、296、299、315、318、336、337、357、359、361、362、364、366、399、407、415。
【0150】
〔C.I.アシッドバイオレット〕
17、19、21、42、43、47、48、49、54、66、78、90、97、102、109、126。
【0151】
〔C.I.アシッドブルー〕
1、7、9、15、23、25、40、62、72、74、80、83、90、92、103、104、112、113、114、120、127、128、129、138、140、142、156、158、171、182、185、193、199、201、203、204、205、207、209、220、221、224、225、229、230、239、249、258、260、264、278、279、280、284、290、296、298、300、317、324、333、335、338、342、350。
【0152】
〔C.I.アシッドグリーン〕
9、12、16、19、20、25、27、28、40、43、56、73、81、84、104、108、109。
【0153】
〔C.I.アシッドブラウン〕
2、4、13、14、19、28、44、123、224、226、227、248、282、283、289、294、297、298、301、355、357、413。
【0154】
〔C.I.アシッドブラック〕
1、2、3、24、26、31、50、52、58、60、63、107、109、112、119、132、140、155、172、187、188、194、207、222。
【0155】
〔C.I.ダイレクトイエロー〕
8、9、10、11、12、22、27、28、39、44、50、58、86、87、98、105、106、130、132、137、142、147、153。
【0156】
〔C.I.ダイレクトオレンジ〕
6、26、27、34、39、40、46、102、105、107、118。
【0157】
〔C.I.ダイレクトレッド〕
2、4、9、23、24、31、54、62、69、79、80、81、83、84、89、95、212、224、225、226、227、239、242、243、254。
【0158】
〔C.I.ダイレクトバイオレット〕
9、35、51、66、94、95。
【0159】
〔C.I.ダイレクトブルー〕
1、15、71、76、77、78、80、86、87、90、98、106、108、160、168、189、192、193、199、200、201、202、203、218、225、229、237、244、248、251、270、273、274、290、291。
【0160】
〔C.I.ダイレクトグリーン〕
26、28、59、80、85。
【0161】
〔C.I.ダイレクトブラウン〕
44、106、115、195、209、210、222、223
〔C.I.ダイレクトブラック〕。
【0162】
17、19、22、32、51、62、108、112、113、117、118、132、146、154、159、169。
【0163】
〔C.I.ベイシックイエロー〕
1、2、11、13、15、19、21、28、29、32、36、40、41、45、51、63、67、70、73、91。
【0164】
〔C.I.ベイシックオレンジ〕
2、21、22。
【0165】
〔C.I.ベイシックレッド〕
1、2、12、13、14、15、18、23、24、27、29、35、36、39、46、51、52、69、70、73、82、109。
【0166】
〔C.I.ベイシックバイオレット〕
1、3、7、10、11、15、16、21、27、39。
【0167】
〔C.I.ベイシックブルー〕
1、3、7、9、21、22、26、41、45、47、52、54、65、69、75、77、92、100、105、117、124、129、147、151。
【0168】
〔C.I.ベイシックグリーン〕
1、4。
【0169】
〔C.I.ベイシックブラウン〕
1。
【0170】
〔C.I.リアクティブイエロー〕
2、3、7、15、17、18、22、23、24、25、27、37、39、42、57、69、76、81、84、85、86、87、92、95、102、105、111、125、135、136、137、142、143、145、151、160、161、165、167、168、175、176。
【0171】
〔C.I.リアクティブオレンジ〕
1、4、5、7、11、12、13、15、16、20、30、35、56、64、67、69、70、72、74、82、84、86、87、91、92、93、95、107。
【0172】
〔C.I.リアクティブレッド〕
2、3、5、8、11、21、22、23、24、28、29、31、33、35、43、45、49、55、56、58、65、66、78、83、84、106、111、112、113、114、116、120、123、124、128、130、136、141、147、158、159、171、174、180、183、184、187、190、193、194、195、198、218、220、222、223、228、235。
【0173】
〔C.I.リアクティブバイオレット〕
1、2、4、5、6、22、23、33、36、38。
【0174】
〔C.I.リアクティブブルー〕
2、3、4、5、7、13、14、15、19、21、25、27、28、29、38、39、41、49、50、52、63、69、71、72、77、79、89、104、109、112、113、114、116、119、120、122、137、140、143、147、160、161、162、163、168、171、176、182、184、191、194、195、198、203、204、207、209、211、214、220、221、222、231、235、236。
【0175】
〔C.I.リアクティブグリーン〕
8、12、15、19、21。
【0176】
〔C.I.リアクティブブラウン〕
2、7、9、10、11、17、18、19、21、23、31、37、43、46。
【0177】
〔C.I.リアクティブブラック〕
5、8、13、14、31、34、39。
【0178】
これら上記した染料は、「染色ノート第21版」(出版;色染社)等に記載されている。これら水溶性染料の中でもフタロシアニン染料が好ましい。
【0179】
フタロシアニン染料としては、無置換あるいは中心元素を有するものが挙げられ、中心元素としては金属、非金属のものが挙げられ、好ましくは銅であり、より好ましくはC.I.ダイレクトブルー199が挙げられる。
【0180】
又、水や各種有機溶剤に不溶な顔料を用いることも可能である。
本発明において使用できる顔料としては、従来公知の有機及び無機顔料が使用できる。例えばアゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料、カーボンブラック等の無機顔料が挙げられる。
【0181】
本発明に好ましく使用される具体的な有機顔料を以下に例示する。
マゼンタ又はレッド用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等。
【0182】
オレンジ又はイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等。
【0183】
グリーン又はシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等。
【0184】
色材として、特開平9−277693号、同10−20559号、同10−30061号に示されるような金属錯体色素も使用可能である。例えば、特開平10−20559号に記載の下記一般式(1)又は一般式(2)で表される色素が使用できる。
【0185】
【化1】

Figure 2004291237
【0186】
一般式(1)において、Xは、金属イオンと少なくとも2座の配位結合を形成可能な構造を有する原子の集まりを表し、Yは芳香族炭化水素環、5〜6員の複素環又は−L=Yを表し、Yは含窒素の5〜6員の複素環を表す。L、Lは置換又は非置換のメチン基並びに窒素原子を表し、L、Lは置換又は非置換のメチン基を表す。Mは金属イオンを表し、Xで形成される原子の集まりと少なくとも2座の配位結合を形成している。mは0、1、2又は3の整数を表し、n1は1、2又は3の整数を表す。
【0187】
又、一般式(2)において、X、Y、M及びn2は、それぞれ上記X、Y、M及びn1と同義である。
【0188】
一般式(1)、一般式(2)で表される色素の具体例は、前記特開平10−20559号の段落「0043」〜「0056」にD−1〜D−70として記載がある。
【0189】
本発明で言う色材含有ポリマー(樹脂)微粒子は、ポリマー量として着色樹脂微粒子が分散されたインク中に0.5〜50質量%配合されることが好ましく、0.5〜30質量%配合されることが更に好ましい。上記ポリマーの配合量が0.5質量%に満たないと色材の保護能が十分でなく、50質量%を超えると、サスペンションのインクとしての保存安定性が低下したり、ノズル先端部でのインク蒸発に伴うインクの増粘やサスペンションの凝集が起こることによってプリンタヘッドの目詰りが起こる場合がある。
【0190】
一方、上記色材は、該インク中に1〜30質量%配合されることが好ましく、1.5〜25質量%配合されることが更に好ましい。上記色材の配合量が1質量%に満たないと印字濃度が不十分であり、30質量%を超えるとサスペンションの経時安定性が低下し、凝集等による粒径増大の傾向がある。
【0191】
本発明で言う色材を含有するポリマーから成る着色樹脂微粒子を含有する記録液(インク)は、水を媒体とすることが好ましく、上記色材を封入したポリマーのサスペンションから成り、該サスペンションには従来公知の各種添加剤、例えば多価アルコール類のような湿潤剤、分散剤、シリコーン系等の消泡剤、クロロメチルフェノール系等の防黴剤及び/又はEDTA(エチレンジアミン四酢酸)等のキレート剤、又、亜硫酸塩等の酸素吸収剤等が含有されてもよい。
【0192】
上記湿潤剤としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチルカルビトール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコール及びそのエーテル、アセテート類、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、トリエタノールアミン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素化合物類、ジメチルサルフォキサイドの1種又は2種以上を使用することができる。
【0193】
これらの湿潤剤の配合量に特に制限はないが、上記インク中に好ましくは0.1〜50質量%配合することができ、更に好ましくは0.1〜30質量%配合することができる。
【0194】
前記分散剤としては特に制限されるものではないが、そのHLB値が8〜18であることが、分散剤としての効果が発現し、サスペンションの粒子径の増大抑制効果がある点から好ましい。分散剤として市販品も使用することができる。そのような市販品としては、例えば花王社製の分散剤デモールSNB,MS,N,SSL,ST,Pが挙げられる。
【0195】
分散剤の配合量に特に制限はないが、着色樹脂微粒子が分散されたインク中に0.01〜10質量%配合されることが好ましい。配合量が0.01質量%に満たないとサスペンションの小粒径化が困難な場合があり、10質量%を超えるとサスペンションの粒径が増大したりサスペンション安定性が低下し、ゲル化するおそれがある。
【0196】
又、前記消泡剤としては、特に制限なく市販品を使用することができる。そのような市販品としては、例えば信越シリコーン社製のKF96、66、69、KS68、604、607A、602、603、KM73、73A、73E、72、72A、72C、72F、82F、70、71、75、80、83A、85、89、90、68−1F、68−2F等が挙げられる。
【0197】
これら化合物の配合量に特に制限はないが、着色樹脂微粒子が分散されたインク中に0.001〜2質量%配合されることが好ましい。配合量が0.001質量%に満たないとインク調製時に泡が発生し易く、又、インク内での小泡の除去が難しく、2質量%を超えると泡の発生は抑えられるものの、印字の際、インク内でハジキが発生し印字品質の低下が起こる場合がある。
【0198】
次に、着色樹脂微粒子が分散された記録液(インク)の製造方法について説明する。本発明のインクは各種の乳化法で製造することができ、乳化法として各種の方法を用いることができる。それらの例は、例えば「機能性乳化剤・乳化技術の進歩と応用展開,シー・エム・シー社刊」の86頁の記載にまとめられている。本発明においては、特に超音波、高速回転剪断、高圧による乳化分散装置を使用することが好ましい。
【0199】
超音波による乳化分散では、所謂バッチ式と連続式の二通りが使用可能である。バッチ式は比較的少量のサンプル作製に適し、連続式は大量のサンプル作製に適する。連続式では、例えばUH−600SR(エスエムテー社製)のような装置を用いることが可能である。このような連続式の場合、超音波の照射時間は、分散室容積/流速×循環回数で求めることができる。超音波照射装置が複数ある場合は、それぞれの照射時間の合計として求められる。超音波の照射時間は、実際上は10,000秒以下である。10,000秒を超える時間が必要だと工程の負荷が大きく、実際上は乳化剤の再選択などにより乳化分散時間37を短くする必要がある。そのため10,000秒を超える時間は必要でない。より好ましくは10〜2,000秒である。
【0200】
高速回転剪断による乳化分散装置としては、「機能性乳化剤・乳化技術の進歩と応用展開」(前出)の255〜256頁に記載されるような、ディスパーミキサーや、251頁に記載されるようなホモミキサー、256頁に記載されるようなウルトラミキサー等が使用できる。これらの型式は乳化分散時の液粘度によって使い分けることができる。高速回転剪断による乳化分散機では、攪拌翼の回転数が重要である。ステーターを有する装置の場合、攪拌翼とステーターとのクリアランスは通常0.5mm程度で極端に狭くはできないので、剪断力は主として攪拌翼の周速に依存する。周速が5〜150m/secであれば、本発明の乳化・分散に使用できる。周速が遅い場合、乳化時間を延ばしても小粒径化が達成できない場合が多く、150m/secにするにはモーターの性能を極端に上げる必要があるからである。更に好ましくは20〜100m/secである。
【0201】
高圧による乳化分散では、LAB2000(エスエムテー社製)等が使用できるが、その乳化・分散能力は、試料に掛けられる圧力に依存する。圧力は10〜5×10kPaの範囲が好ましい。又、必要に応じて数回、乳化・分散を行い、目的の粒径を得ることができる。圧力が低すぎる場合、何度乳化分散を行っても目的の粒径は達成できない場合が多く、又、圧力を5×10kPaにするためには、装置に大きな負荷がかかり実用的ではない。より好ましくは5×10〜2×10kPaの範囲である。
【0202】
これらの乳化・分散装置は単独で用いてもよいが、必要に応じて組み合わせて使用することが可能である。
【0203】
又、本発明のインクは、上記の装置を用いる他、いわゆる転相乳化によっても製造できる。転相乳化とは、前記ポリマーを前記染料と共にエステル、ケトンなどの有機溶剤に溶解させ、必要に応じて中和剤を加えて該ポリマー中のカルボキシル基をイオン化し、次いで水相を加えた後、前記有機溶剤を溜去して水系に転相することから成る。転相が完了した後、系を減圧下に加熱することにより、前記エステル、ケトン系溶剤を除去すると共に、所定量の水を除去して所望の濃度を有する着色樹脂微粒子が分散された水系インクが得られる。
【0204】
次に、本発明のインクジェット記録方法について説明する。前記本発明のインクジェット記録媒体に、前記記録液を使用してインクジェット記録する方法は、特に限定されるものではなく、ピエゾ方式やサーマル方式のインクジェットプリンターを使用することにより印字又は画像を得ることができる。記録方法の詳細は、例えば、インクジェット記録技術の動向(中村孝一編、平成7年3月31日、日本科学情報株式会社発行)に記載されている。本発明の記録方法で用いることのできるインクジェットヘッドとしては、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式でも構わない。又、インク吐出方式としては、電気−機械変換方式(シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等)、電気−熱変換方式(サーマルインクジェット型、バブルジェット(R)型等)、静電吸引方式(電界制御型、スリットジェット型等)及び放電方式(スパークジェット型等)などを具体例として挙げることができるが、何れの吐出方式を用いても構わない。
【0205】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を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るものではない。
【0206】
〈支持体の作製〉
含水率6.5%、坪量170g/mの写真用原紙の裏面に、溶融押し出し塗布法により密度0.92の低密度ポリエチレンを30μmの厚さで塗布した。次いで、表側にアナターゼ型酸化チタン5.5%を含有する密度0.92の低密度ポリエチレンを35μmの厚さで溶融押し出し法で塗布して、両面をポリエチレンで被覆した支持体を作製した。
【0207】
表側にコロナ放電を行い、ゼラチン下引き層を厚さ0.3g/m、裏面にもコロナ放電を行った後、ラテックス層を厚さ0.2g/mになるように塗布した。
【0208】
〈酸化チタン分散液1の調製〉
平均粒径が約0.25μmの酸化チタン20kg(石原産業製:W−10)を、pH=7.5のトリポリリン酸ナトリウム150g、ポリビニルアルコール(クラレ株式会社製:PVA235)500g、カチオン性ポリマー(P−1)150g及びサンノブコ株式会社の消泡剤SN381を10g含有する水溶液90Lに添加し、高圧ホモジナイザー(三和工業株式会社製)で分散した後、全量を100Lに仕上げて均一な酸化チタン分散液1を得た。
【0209】
【化2】
Figure 2004291237
【0210】
〈蛍光増白剤分散液1の調製〉
チバガイギー株式会社製の油溶性蛍光増白剤UVITEX−OBの400gを、ジイソデシルフタレートの9000g及び酢酸エチルの12Lに加熱溶解し、これを酸処理ゼラチン3500g、カチオン性ポリマー(P−1)0.8kg、サポニン50%水溶液6Lとを含有する水溶液65Lに添加混合し、三和工業株式会社製の高圧ホモジナイザーで乳化分散し、減圧下で酢酸エチルを除去した後、全量を100Lに仕上げて、蛍光増白剤分散液1を調製した。
【0211】
〈シリカ分散液1の調製〉
水系媒体(以後A液と称す)として、
水 80L
ほう酸 0.27kg
ほう砂 0.23kg
5%硝酸 0.4L
エタノール 1.8L
カチオン性ポリマー (P−1)(25質量%水溶液) 5L
を混合、溶解した。シリカとして沈降法シリカ(トクヤマ社製:商品名:T−32、平均2次粒径1.5μm:以後T−32と称す)32kgを用意し、以下のように分散し分散液1を得た。A液を1.56kg/min、T−32を0.44kg/minの割合で分散機1としてフロージェットミキサー300型(ピンミキサータイプ、粉研パウテックス製、以下FJMと称す)に供給した。その後、分散機2としてファインフローミルFM−25(連続式高速撹拌型分散機、大平洋機工製、以下FMと称す)に供給した。その後、分散機3としてLMK−4(連続式湿式メディア型粉砕機、アシザワ製、以後LMKと称す)を用い、分散機2からでてきた分散液を、モノーポンプを用いLMKに2.0kg/minで供給した。FJMの条件は周速25m/sec、滞留時間20sec、FMの条件は周速25m/sec、滞留時間0.15sec、LMKの条件は、ビーズ径0.5mmジルコニア、滞留時間5min、ロータ回転周速11m/sec。その後、LMKからでてきた分散液を、フィルター処理を行った。フィルターは日本ポール社製のプロファイルを用いた。このときのシリカの平均粒径は210nmであった。平均粒径はマルバーン社製ゼータサイザー1000HSで測定した値である。
【0212】
〈シリカ分散液2の調製〉
カチオン性ポリマー(P−1)(25質量%水溶液)を20Lとした以外は、シリカ分散液1と同様に作製した。平均粒径は220nmであった。
【0213】
〈シリカ分散液3の調製〉
カチオン性ポリマー(P−1)(25質量%水溶液)を30Lとした以外は、シリカ分散液1と同様に作製した。平均粒径は240nmであった。
【0214】
〈シリカ分散液4の調製〉
シリカをゲル法シリカ(日本シリカ社製、商品名:AZ−204、平均2次粒径1.3μm)に変えた以外は、シリカ分散液1と同様に分散を行った。平均粒径は220nmであった。
【0215】
〈シリカ分散液5の調製〉
シリカを気相法シリカ(日本アエロジル社製、商品名:A−300)に変え、LMKのロータ回転周速を8m/secにした以外は、シリカ分散液1と同様に分散を行った。平均粒径は190nmであった。
【0216】
〈シリカ分散液6の調製〉
シリカを気相法シリカ(日本アエロジル社製、商品名:A−300)に変え、カチオン性ポリマー(P−1)(25質量%水溶液)を30Lとし、LMKのロータ回転周速を8m/secにした以外は、シリカ分散液1と同様に分散を行った。平均粒径は200nmであった。
【0217】
[インクジェット記録媒体1の作製]
〈塗布液の調製〉
第1層、第2層、第3層の塗布液を以下の手順で調製した。
【0218】
第1層用塗布液
シリカ分散液1を分散液のシリカ質量濃度が10%になるように調整した調製分散液560mlに40℃で攪拌しながら、以下の添加剤を順次混合した。
【0219】
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 0.6ml
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 150ml
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 100ml
蛍光増白剤分散液1 32ml
酸化チタン分散液1 30ml
ラテックスエマルジョン(第一工業株式会社製:AE−803) 21ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
【0220】
第2層用塗布液
シリカ分散液1を分散液のシリカ質量濃度が10%になるように調整した調製分散液630mlに40℃で攪拌しながら、以下の添加剤を順次混合した。
【0221】
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 0.6ml
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 150ml
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 100ml
蛍光増白剤分散液1 50ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
【0222】
第3層用塗布液
シリカ分散液1を分散液のシリカ質量濃度が10%になるように調整した調製分散液640mlに40℃で攪拌しながら、以下の添加剤を順次混合した。
【0223】
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 0.6ml
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 150ml
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 100ml
シリコン分散液
(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製:BY−22−839)
3.5ml
サポニン50%水溶液 4ml
フッ素系ノニオン性界面活性剤5%水溶液 2ml
純水で全量を1000mlに仕上げる。
【0224】
〈塗布〉
上記のようにして得られた塗布液を、ポリエチレンで両面を被覆した前記の支持体の表側に、第1層(40μm)、第2層(110μm)、第3層(30μm)の順になるように各層を同時塗布した。かっこ内はそれぞれの湿潤膜厚を示す。塗布は、それぞれの塗布液を40℃で3層式カーテンコーターで同時塗布を行い、塗布直後に8℃に保持した冷却ゾーンで20秒間冷却した後、20〜30℃の風で60秒間、45℃の風で60秒間、50℃の風で60秒間順次乾燥した(恒率乾燥域における皮膜温度は8〜25℃であり、減率乾燥域で皮膜温度は徐々に上昇した)後、23度、相対湿度40〜60%で調湿した。
【0225】
次に、酢酸エチルに溶解したイソシアネート系化合物(日本ポリウレタン工業株式会社製コロネート3041と、住友バイエルウレタン株式会社製スミジュールN3300の2:8(質量比)の混合物)を2.0g/mになるようにオーバーコートし、インクジェット記録媒体1を得た。
【0226】
[インクジェット記録媒体2〜8の作製]
シリカ分散液2〜6に変更した以外は上記インクジェット記録媒体1と同様にして、インクジェット記録媒体2〜6を作製した。更に、シリカ分散液3、6に変更し、イソシアネート系化合物をオーバーコートしなかった以外は上記インクジェット記録媒体1と同様にして、インクジェット記録媒体7、8を作製した。
【0227】
表1に得られたインクジェット記録媒体についてシリカ分散液、表面ゼータ電位、75度鏡面光沢度を示す。記録媒体の表面ゼータ電位は、大塚電子製レーザーゼーター電位計ELS−8000及び平板試料用セルを用いて測定した。具体的には、pH7.0、濃度10mMのNaCl水溶液を電解質として用い、ポリスチレンラテックスをモニター粒子として電気浸透流を測定し、これを解析することにより求めた。光沢度は日本電色工業社製VGS−1001DP型光沢度計を用いて入射角75°、受光角75°でJIS Z 8741による光沢度を測定した値である。
【0228】
【表1】
Figure 2004291237
【0229】
[記録液1の調製(染料系)]
下記に示す各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、0.8μmのメンブレンフィルターによって濾過してゴミ及び粗大粒子を除去し、インクジェット用の記録液1を調製した。ゼータ電位は+48mVであった。記録液のゼータ電位は大塚電子製レーザーゼーター電位計ELS−8000を用いて算出した。
【0230】
C.I.ダイレクトブルー199 3質量%
エチレングリコール 7質量%
ジエチレングリコール 10質量%
コロイダルシリカ(スノーテックスAK、日産化学工業社製) 3質量%
サーフィノール465(日信化学工業社製) 0.1質量%
水 76.9質量%
[記録液2の調製(染料系)]
上記記録液1のコロイダルシリカ(スノーテックスAK、日産化学工業社製)をコロイダルシリカ(スノーテックス20、日産化学工業社製)に変えた以外は同様にして、インクジェット用の記録液2を調製した。ゼータ電位は−51mVであった。
【0231】
[記録液3の調製(顔料系)]
下記に示す各成分によって顔料分散液を調製し、これを用いて記録液を調製した。
【0232】
〈顔料分散液の調製〉
C.I.ピグメントブルー15 10質量%
スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体
(質量平均分子量5000) 1.5質量%
モノエタノールアミン 1質量%
ジエチレングリコール 5質量%
水 82.5質量%
上記成分を混合し、30分間プレミキシングを行った後、サンドミルで分散処理を行った。更に、遠心分離処理を行い、粗大粒子を除去して分散液とした。
【0233】
上記の顔料分散液を使用し、下記に示す各成分を混合し、十分攪拌後、0.8μmのメンブレンフィルターによって濾過してゴミ及び粗大粒子を除去し、インクジェット用の記録液3を調製した。ゼータ電位は−32mVであった。
【0234】
上記顔料分散液 30質量%
グリセリン 10質量%
エチレングリコール 5質量%
エチルアルコール 2質量%
水 53質量%
[記録液4の調製(顔料系)]
上記記録液3の水の5質量%をコロイダルシリカ(スノーテックスAK、日産化学工業社製)に変えた以外は同様にして、インクジェット用の記録液4を調製した。ゼータ電位は+25mVであった。
【0235】
[記録液5〜7の調製(着色樹脂微粒子系)]
〈着色樹脂微粒子分散液5の調製〉
ポリマーとして、ポリビニルブチラール(積水化学(株)製BL−S、平均重合度350)15g、ジョンクリル67(ジョンソンポリマー(株)製)5g、色材として、シアン染料(C.I.ソルベントブルー70)10g、及び酢酸エチル150gをセパラブルフラスコに入れ、フラスコ内をNで置換した後、攪拌して上記各ポリマー及び染料を完全溶解させた。次いで、ジョンクリル67を中和するのに必要な水酸化ナトリウム及びラウリル硫酸ナトリウム3gを含む水溶液150gを滴下、撹拌した後、超音波分散機(UH−150型、株式会社エスエムテー製)を用いて70℃、300秒間乳化した。その後、減圧下で酢酸エチルを除去して染料を含浸する着色樹脂微粒子分散液5を得た。この着色樹脂微粒子分散液5におけるシェルポリマーはジョンクリル67で、総ポリマーに対する比率は25質量%である。
【0236】
〈着色樹脂微粒子分散液6の調製〉
ポリマーとして、ポリビニルブチラール(積水化学(株)製BL−S、平均重合度350)15g、色材として、シアン染料(C.I.ソルベントブルー70)10g、及び酢酸エチル150gをセパラブルフラスコに入れ、フラスコ内をNで置換した後、攪拌して上記ポリマー及び染料を完全溶解させた。次いで、ポリビニルアルコール樹脂(MP−203、クラレ(株)製)3g及びラウリル硫酸ナトリウム3gを含む水溶液150gを滴下、撹拌した後、超音波分散機(UH−150型、株式会社エスエムテー製)を用いて70℃、300秒間乳化した。その後、減圧下で酢酸エチルを除去し、染料を含浸する着色樹脂微粒子分散液6を得た。この着色樹脂微粒子分散液6におけるシェルポリマーはMP−203で、総ポリマーに対する比率は16.7質量%である。
【0237】
〈着色樹脂微粒子分散液7の調製〉
上記着色樹脂微粒子分散液5の調製において、ジョンクリル67及び水酸化ナトリウムを添加しなかった以外は同様にして、着色樹脂微粒子分散液7を調製した。
【0238】
上記の着色樹脂微粒子分散液5〜7を使用し、下記に示す各成分を混合し、十分攪拌後、0.8μmのメンブレンフィルターによって濾過してゴミ及び粗大粒子を除去し、インクジェット用の記録液5〜7を調製した。
【0239】
着色樹脂微粒子分散液5〜7 69.9質量%
エチレングリコール 15質量%
グリセリン 15質量%
サーフィノール465(日信化学工業社製) 0.1質量%
〈記録液の各特性値の測定〉
上記調製した着色樹脂微粒子を含有する記録液について、下記の方法に従って、体積平均粒径、その変動係数、コアシェル化の確認及びコアとシェルの色材濃度比、ゼータ電位について算出し、得られた結果を表2に示す。
【0240】
体積平均粒径は、大塚電子製レーザー粒径解析システムを用いて測定した。
TEM写真の投影面積の平均値から得られた円換算平均粒径を、球形換算して体積平均粒径とその標準偏差を求め体積平均粒径で割ることで変動係数を求めた。
【0241】
コアシェル化の確認は、サスペンションの超薄切片をカーボン支持膜付きメッシュに固定後、RuOで染色し、各々比較例と比べ、染色度合から確認した。
【0242】
コア/シェルにおける色材の色材含有率(濃度)比の算出は、以下のようにして行った。
【0243】
Si−ウェーファー上に調製した着色樹脂微粒子を塗布乾燥し、Physical Electrinics社製のTRIFT−IIを用いて、以下の条件で色材としての色素の質量数+1のエリア強度を、0.5〜1000a.m.u.の全検出イオン強度で割り、この値をコアのみの粒子とコア/シェル粒子とをそれぞれ比較することで、コアとシェルの色材含有率(濃度)比を算出した。
【0244】
装置名;TRIFT−II
メーカー;Physical Electrinics社
一次イオン;Ga
加速電圧;15kV
測定質量範囲;0.5〜1000a.m.u.
測定エリア;60μm×60μm
検出イオン;正二次イオン検出
積算時間;5分間
測定温度;液体窒素で冷却
ステージ電圧;3000V
ゼータ電位は大塚電子製レーザーゼーター電位計ELS−8000を用いて算出した。
【0245】
【表2】
Figure 2004291237
【0246】
[インクジェット画像の記録]
上記調製した記録液1〜7を、インクジェットカートリッジに収納した後、カラーインクジェットプリンターPM800C(セイコーエプソン社製)により、前記作製した記録媒体1〜8に、表3に記載の組み合わせで画像記録した。出力画像としては、出力濃度を0%から100%の間を16段階に分割したウェッジ画像(各濃度について3cm×3cmのパッチ状に出力)を記録した。
【0247】
[記録画像の評価]
以上のようにして記録した各画像について、出力濃度100%部の最大反射濃度の評価を行った。又、下記の方法に従って定着性(耐擦過性)の評価を行った。結果を表3に示す。
【0248】
〈定着性:耐擦過性の評価〉
上記出力した各画像の出力濃度100%のパッチ部について、画像が表面になるように平面性が保たれた定盤に張り付け、消毒用ガーゼを付けた板(3cm角)に19.6Nの荷重を掛けた器具を画像表面に押し当て、100往復画像表面を擦った。擦る前と擦った後での画像の光学反射濃度を3点で測定し平均値を求めた。擦る前の光学反射濃度をA、擦った後での光学反射濃度をBとした時、下記に従って画像残存率(%)を求め、これを耐擦過性の尺度とした。
【0249】
画像残存率(%)=B/A×100
【0250】
【表3】
Figure 2004291237
【0251】
表3より明らかなように、本発明のインクジェット記録媒体及びゼータ電位が負又は正の記録液で記録するインクジェット記録方法は、画像濃度、インク定着性に優れていることが分かる。
【0252】
【発明の効果】
本発明により、画像濃度、インク定着性に優れたインクジェット記録媒体及びインクジェット記録方法を提供することができた。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording medium and an ink jet recording method, and more particularly, to an ink jet recording medium excellent in image density and fixability of an ink jet recorded image, and an ink jet recording method.
[0002]
[Prior art]
Ink-jet recording is the recording of images and characters by flying fine droplets of ink by various operating principles and attaching them to a recording sheet such as paper. Has an advantage that it is easy.
[0003]
With regard to clogging and maintenance of nozzles, which has been a problem in the conventional recording method, improvements have been made in both ink and equipment, and now they are rapidly spreading to various fields such as various printers, facsimile machines and computer terminals. are doing.
[0004]
The recording medium used in this ink jet recording method has a high density of print dots, a bright and vivid color tone, and the ink does not flow out or bleed even when the print dots overlap with each other due to rapid ink absorption. In addition, it is required that the diffusion of print dots in the horizontal direction is not unnecessarily large, and that the periphery is smooth and not blurred.
[0005]
In order to solve these demands, a great many techniques have been conventionally proposed. Recording paper in which a low-size base paper is wetted with a paint for surface processing (for example, see Patent Document 1); recording paper in which an ink-absorbing coating layer is provided on the surface of a support (for example, see Patent Document 2); Recording paper containing non-colloidal silica powder as the pigment in the coating layer (for example, see Patent Document 3), recording paper using both inorganic pigment and organic pigment (for example, see Patent Document 4), and two pore distributions Recording paper having a peak (for example, see Patent Literature 5), recording paper having two upper and lower porous layers (for example, see Patent Literature 6), and recording paper having irregular cracks (for example, Patent Literatures 7 to 7) 9), recording paper having a fine powder layer (for example, see Patent Documents 10 to 12), and recording paper containing a pigment having specific physical property values and fine particle silica (for example, see Patent Documents 13 to 17). , Colloidal silicon Recording paper containing fine-particle silica (for example, see Patent Documents 18 to 27), recording paper containing alumina hydrate fine particles (for example, see Patent Documents 28 to 34), and fine particles having a positive charge on the surface There are many known recording papers having an ink image receiving layer containing (for example, see Patent Documents 35 and 36).
[0006]
On the other hand, as a recording liquid (ink) applied to the ink jet recording method, a recording medium and an image recording method are used, which are suitable for the above-described recording medium, such as an aqueous ink, a pigment ink, a low-melting solid wax ink containing a dye, and an oil-soluble dye ink. Various things are known. An aqueous ink containing a water-soluble dye has an advantage that nozzle clogging is unlikely to occur, but there is a problem that a formed image is easily blurred and water resistance is poor. Ink containing a pigment is less likely to bleed and has good water resistance, but has a problem that image density and image quality are inferior, nozzle clogging is likely to occur, and sufficient fixability cannot be obtained. A wax ink containing a low-melting solid wax containing a dye is complicated by attaching it to a recording member and then fusing it to complete an image. Inks containing oil-soluble dyes include oil-based inks that use an oil-based medium such as an organic solvent and water-based inks that use an aqueous medium. The development of a water-based ink which is excellent in water resistance with less bleeding is desired. In particular, an aqueous ink in which an oil-soluble dye is impregnated in fine particles of a polymer (resin) is expected to be less likely to bleed and have excellent water resistance and to be less likely to cause nozzle clogging. As such an aqueous ink, an oil-soluble dye dissolved in an organic solvent is added to a latex obtained by emulsion polymerization of a vinyl monomer, and after stirring, the organic solvent is evaporated to use an aqueous ink using polymer fine particles impregnated with the oil-soluble dye. (For example, see Patent Document 37). Further, an aqueous ink using polymer fine particles obtained by adding an oil-soluble dye to a latex (polymer fine particles) obtained by emulsion-polymerizing a vinyl monomer with a low molecular surfactant and heating and stirring (for example, see Patent Documents 38 to 40) is disclosed. Have been. However, inks in which these oil-soluble dyes are impregnated in polymer fine particles have low image density, and are not easily bleeding and excellent in water resistance as well as hardly cause nozzle clogging, and the colored polymer (resin) fine particles have sufficient fixability. There is a problem that it cannot be obtained.
[0007]
As described above, these ink jet recording medium technologies and recording liquid (ink) composition technologies have not been able to satisfy the demands of the ink jet recording technology which has been highly developed in recent years, particularly, the image density and the fixing property of the coloring material. That is the fact.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-52-53012
[0009]
[Patent Document 2]
JP-A-55-5830
[0010]
[Patent Document 3]
JP-A-56-157
[0011]
[Patent Document 4]
JP-A-57-107878
[0012]
[Patent Document 5]
JP-A-58-110287
[0013]
[Patent Document 6]
JP-A-62-111782
[0014]
[Patent Document 7]
JP-A-59-68292
[0015]
[Patent Document 8]
JP-A-59-123696
[0016]
[Patent Document 9]
JP-A-60-18383
[0017]
[Patent Document 10]
JP-A-61-135786
[0018]
[Patent Document 11]
JP-A-61-148092
[0019]
[Patent Document 12]
JP-A-62-149475
[0020]
[Patent Document 13]
JP-A-63-252779
[0021]
[Patent Document 14]
JP-A-1-108083
[0022]
[Patent Document 15]
JP-A-2-136279
[0023]
[Patent Document 16]
JP-A-3-65376
[0024]
[Patent Document 17]
JP-A-3-27976
[0025]
[Patent Document 18]
JP-A-57-14091
[0026]
[Patent Document 19]
JP-A-60-219083
[0027]
[Patent Document 20]
JP-A-60-210984
[0028]
[Patent Document 21]
JP-A-61-20797
[0029]
[Patent Document 22]
JP-A-61-188183
[0030]
[Patent Document 23]
JP-A-5-278324
[0031]
[Patent Document 24]
JP-A-6-92011
[0032]
[Patent Document 25]
JP-A-6-183134
[0033]
[Patent Document 26]
JP-A-7-137431
[0034]
[Patent Document 27]
JP-A-7-276789 (Claims)
[0035]
[Patent Document 28]
JP-A-2-276671
[0036]
[Patent Document 29]
JP-A-3-67684
[0037]
[Patent Document 30]
JP-A-3-215082
[0038]
[Patent Document 31]
JP-A-3-251488
[0039]
[Patent Document 32]
JP-A-4-67986
[0040]
[Patent Document 33]
JP-A-4-263983
[0041]
[Patent Document 34]
JP-A-5-16517
[0042]
[Patent Document 35]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-147362 (Claims)
[0043]
[Patent Document 36]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-85241 (Claims)
[0044]
[Patent Document 37]
JP-A-54-58504
[0045]
[Patent Document 38]
JP-A-55-139471
[0046]
[Patent Document 39]
JP-A-62-172076
[0047]
[Patent Document 40]
JP-A-62-184072 (Claims)
[0048]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an ink jet recording medium and an ink jet recording method which are excellent in image density and ink fixability after recording.
[0049]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention has been achieved by the following configurations.
[0050]
1. An ink jet recording medium characterized in that the surface zeta potential at pH 7 of the recording surface of the ink jet recording medium having at least one ink absorbing layer on a support is from +5 mV to +30 mV.
[0051]
2. 2. The ink jet recording medium according to the item 1, wherein the surface zeta potential is +10 mV or more and +25 mV or less.
[0052]
3. 3. An ink jet recording method, comprising: performing recording on the ink jet recording medium according to 1 or 2 using a recording liquid having a negative zeta potential.
[0053]
4. 4. The ink jet recording method according to the item 3, wherein the recording liquid contains a pigment as a coloring material.
[0054]
5. 4. The ink jet recording method according to the above item 3, wherein the recording liquid contains colored resin fine particles made of a polymer containing a coloring material.
[0055]
6. 6. The ink jet recording method according to the item 5, wherein the colored resin fine particles are colored resin fine particles comprising a polymer core and a polymer shell containing a coloring material.
[0056]
7. 7. The ink jet recording method according to any one of the items 3 to 6, wherein the zeta potential of the recording liquid is from -90 mV to -10 mV.
[0057]
8. 3. An ink jet recording method, comprising: performing recording on the ink jet recording medium according to 1 or 2 using a recording liquid having a positive zeta potential.
[0058]
9. 9. The ink jet recording method according to the above item 8, wherein the recording liquid contains a pigment as a coloring material.
[0059]
10. 9. The ink jet recording method according to the above item 8, wherein the recording liquid contains colored resin fine particles made of a polymer containing a coloring material.
[0060]
11. 11. The ink jet recording method according to the item 10, wherein the colored resin fine particles are colored resin fine particles comprising a polymer core and a polymer shell containing a coloring material.
[0061]
12. 12. The ink jet recording method according to any one of the items 8 to 11, wherein the zeta potential of the recording liquid is not less than +10 mV and not more than +90 mV.
[0062]
The present invention will be described in more detail.
The ink jet recording medium of the present invention (hereinafter also referred to as the recording medium of the present invention) has an ink absorbing layer on a support.
[0063]
The support used for the recording medium of the present invention may be any of a water-absorbing support and a non-water-absorbing support, but without wrinkles after printing, high quality without a difference in smoothness. A non-water-absorbing support is preferable because a print can be obtained and a glossy surface can be easily formed.
[0064]
As the water-absorbing support, a paper support mainly composed of natural pulp is typically used, but a mixture of synthetic pulp and natural pulp may be used. Examples of the non-water-absorbing support include a plastic resin film support and a support in which both surfaces of paper are covered with a plastic resin film. Examples of the plastic resin film support include a polyester film, a polyvinyl chloride film, a polypropylene film, a cellulose triacetate film, a polystyrene film, and a laminated film support thereof. These plastic resin films may be transparent or translucent. A particularly preferred support in the present invention is a support in which both sides of the paper are coated with a plastic resin, and the most preferred is a support in which both sides of the paper are coated with a polyolefin resin. Hereinafter, a particularly preferred support in which both surfaces of paper are coated with a polyolefin resin will be described.
[0065]
The paper used for the support is made of wood pulp as a main raw material, and if necessary, in addition to wood pulp, using synthetic pulp such as polypropylene or synthetic fiber such as nylon or polyester. As wood pulp, any of LBKP, LBSP, NBKP, NBSP, LDP, NDP, LUKP, NUKP (L is hardwood, N is conifer, BK is sulfate-exposed, BS is sulfite-exposed, and P is pulp) Although it can be used, it is preferable to use LBKP, NBSP, LBSP, NDP, and LDP, which contain a large amount of short fibers. However, the ratio of LBSP and / or LDP is preferably 10 to 70%.
[0066]
As the pulp, chemical pulp (sulfate pulp or sulfite pulp) having a small amount of impurities is preferably used, and pulp having improved whiteness by performing a bleaching treatment is also useful. In paper, sizing agents such as higher fatty acids and alkyl ketene dimers, white pigments such as calcium carbonate, talc and titanium oxide, paper strength agents such as starch, polyacrylamide and polyvinyl alcohol, fluorescent whitening agents, polyethylene glycols , Etc., a water retaining agent, a dispersant, a softening agent such as quaternary ammonium, etc. can be added as appropriate.
[0067]
The freeness of the pulp used for papermaking is preferably 200 to 500 ml according to the CSF specification, and the sum of the 24 mesh residue and the 42 mesh residue whose fiber length after beating is specified in JIS P 8207 is 30 to 500 ml. 70% is preferred. In addition, the 4 mesh residue is preferably 20% or less. The basis weight of the paper is preferably from 50 to 250 g, and particularly preferably from 70 to 200 g. The thickness of the paper is preferably 50 to 210 μm. The paper may be calendered at the papermaking stage or after the papermaking to provide high smoothness. Paper density is 0.7-1.2g / m2(JIS P 8118) is common. Further, the rigidity of the base paper is preferably from 20 to 200 g under the conditions specified in JIS P 8143.
[0068]
A surface sizing agent may be applied to the paper surface. As the surface sizing agent, the same sizing agents as can be added to the base paper can be used. The pH of the paper is preferably 5 to 9 when measured by a hot water extraction method specified in JIS P 8113.
[0069]
Next, the polyolefin resin covering both sides of the paper will be described. Examples of the polyolefin resin used for this purpose include polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polyisobutylene. Polyolefins such as a copolymer mainly composed of propylene are preferable, and polyethylene is particularly preferable.
[0070]
Hereinafter, particularly preferred polyethylene will be described. The polyethylene covering the front and back surfaces of the paper is mainly low-density polyethylene (LDPE) and / or high-density polyethylene (HDPE), but other LLDPE (linear low-density polyethylene) and PP are also partially used. be able to. In particular, the polyolefin layer on the coating layer side preferably has improved opacity and whiteness by adding rutile or anatase type titanium oxide therein. The titanium oxide content is generally 1 to 20%, preferably 2 to 15%, based on the polyolefin. In the polyolefin layer, a pigment having high heat resistance and a fluorescent whitening agent for adjusting a white background can be added.
[0071]
Examples of the coloring pigment include ultramarine, navy blue, cobalt blue, phthalocyanine blue, manganese blue, cerulean blue, tungsten blue, molybdenum blue, anthraquinone blue, and the like. Examples of the fluorescent whitening agent include dialkylaminocoumarin, bisdimethylaminostilbene, bismethylaminostilbene, 4-alkoxy-1,8-naphthalenedicarboxylic acid-N-alkylimide, bisbenzoxazolylethylene, and dialkylstilbene. Can be
[0072]
The amount of polyethylene (PE) used on the front and back of the paper is selected so as to optimize the thickness of the ink absorbing layer and the curl in low and high humidity after the back layer is provided. Has a thickness of 15 to 40 μm on the ink absorbing layer side and 10 to 30 μm on the back layer side. The ratio of the front and back PEs is preferably set so as to adjust the curl that changes depending on the type and thickness of the ink absorbing layer, the thickness of the middle paper, and the like. / 1 to 1/3. Further, it is preferable that the PE-coated paper support has the following characteristics (1) to (7).
[0073]
(1) The tensile strength is preferably 2 to 30 kg in the vertical direction and 1 to 20 kg in the horizontal direction at a strength specified by JIS P 8113.
[0074]
(2) The tear strength is preferably 10 to 300 g in the vertical direction and 20 to 400 g in the horizontal direction, as defined by JIS P 8116.
[0075]
(3) The compression modulus is 9.8 × 107Pa or more is preferable.
(4) The opacity is preferably 50% or more, particularly preferably 85 to 98%, as measured by the method specified in JIS P8138.
[0076]
(5) Whiteness is defined by L specified in JIS Z 8729.*, A*, B*Is L*= 80-95, a*= -3 to +5, b*= −6 to +2.
[0077]
(6) The Clark rigidity is such that the Clark rigidity in the transport direction of the recording medium is 20 to 400 cm.3/ 100 is preferred.
[0078]
(7) The moisture in the base paper is preferably 4 to 10% based on the middle paper.
The ink jet recording medium of the present invention preferably has an ink absorbing layer on the support.
[0079]
Next, the ink absorbing layer will be described. The recording medium of the present invention has at least one ink absorbing layer, and has a surface zeta potential at a pH of 7 on the recording surface of the recording medium of +5 mV or more and +30 mV or less. More preferably, it is +10 mV or more and +25 mV or less. As a result of extensive studies by the present inventors, by controlling the surface zeta potential within such a range and recording with a negative or positive zeta potential inkjet recording liquid (ink), excellent color density and fixability are exhibited. Was found. Although the reason is not clear, when an ink jet recording liquid (ink) having a negative charge or a positive charge is ejected onto the recording surface of the recording medium, the image density and the image density and the liquid density are increased due to an appropriate interaction between the recording liquid and the recording medium surface. It is considered that the ink fixability was improved. The surface zeta potential of the recording medium can be determined as follows using a commercially available device. The method of measurement is not particularly limited. For example, when a solution (pH 7) in which polymer particles are dispersed is brought into contact with the surface of a flat sample to be measured, and the polymer particles are electrophoresed, a change in the moving speed of the polymer particles causes a flat plate. The zeta potential on the sample surface can be determined. The production of a recording medium in which such a surface zeta potential is controlled can be achieved by overcoating the surface with various kinds of additives in the ink absorbing layer described below, the amount of the additive used, and after the ink absorbing layer is produced. .
[0080]
The ink absorbing layer may have two or more ink absorbing layers having different physical properties or constituent materials. For example, it is also possible to use an ink absorbing layer having a multilayer structure in which an ink absorbing layer having a controlled surface zeta potential is provided as an upper layer and an ink absorbing layer having a high ink absorbing function is provided as a lower layer. The ink absorbing layer may be provided on only one side of the support, or may be provided on both sides. At this time, the ink absorbing layers provided on both surfaces may be the same or different. The ink absorbing layer may be roughly divided into a swelling layer type ink absorbing layer and a void type ink absorbing layer. Further, a swelling type ink absorbing layer and a void type ink absorbing layer may be combined. For example, a layer configuration in which a swellable ink absorbing layer is provided on the side close to the support and a void type ink absorbing layer is provided on the side remote from the support, or a reverse layer configuration can be used. Further, in the case of a recording medium in which an ink absorbing layer is provided on both surfaces of the support, the same type of absorbing layer may be used on the front and back sides, or different types of ink absorbing layers may be used.
[0081]
Particularly preferred in the present invention is a void type ink absorbing layer. This is because a high quality print can be obtained because the ink absorption speed is high and the occurrence of unevenness is small.
[0082]
The swelling-type ink absorbing layer is mainly composed of a hydrophilic polymer having a swelling property with respect to an ink solvent. Examples of such a hydrophilic polymer include gelatin (alkali-treated gelatin, acid-treated gelatin, derivative gelatin in which an amino group is blocked with phenyl isocyanate or phthalic anhydride, etc.), polyvinyl alcohol (average degree of polymerization is 300 to 4000, saponification degree). Is preferably 80 to 99.5%), polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, hydroxylethylcellulose, agar, pullulan, dextran, acrylic acid, carboxymethylcellulose, casein, alginic acid and the like, and two or more of them can be used in combination. Fine particles such as inorganic fine particles and organic fine particles may be contained in the swellable ink absorbing layer within a range that does not affect the swellability of the hydrophilic polymer, but the content is approximately 100% or less based on the hydrophilic binder. The amount of the hydrophilic polymer provided in the swelling layer is 1 m of the recording medium.2The weight is approximately 3 to 20 g, preferably 5 to 15 g.
[0083]
The porous ink absorbing layer is preferably a porous film having a porous layer formed of inorganic or organic fine particles and a small amount of a hydrophilic polymer. The fine particles are preferably inorganic fine particles. Examples of such inorganic fine particles include light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, magnesium carbonate, kaolin, clay, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc hydroxide, zinc sulfide, zinc carbonate, White inorganic pigments such as hydrotalcite, aluminum silicate, diatomaceous earth, calcium silicate, magnesium silicate, synthetic amorphous silica, colloidal silica, alumina, colloidal alumina, pseudoboehmite, aluminum hydroxide, lithopone, zeolite, magnesium hydroxide, etc. Can be mentioned. The inorganic fine particles can be used as they are as primary particles, or can be used in a state where secondary aggregated particles are formed.
[0084]
Since particularly fine voids can be formed, silica synthesized by a usual wet method, colloidal silica, fine particle silica synthesized by a gas phase method or pseudo-boehmite is preferable, and especially synthetic silica having an average particle diameter of 300 nm or less, colloidal silica And pseudo-boehmite are preferred. The average particle diameter of the inorganic fine particles is determined, for example, by observing the cross section or surface of the particle itself or the void layer with an electron microscope, determining the particle diameter of 100 arbitrary particles, and calculating the simple average value (number average). . Here, each particle size is represented by a diameter assuming a circle equal to the projected area. The average particle size can also be determined from the coating liquid for forming the void layer by using the dynamic light scattering method. For example, it can be determined using a laser particle size analysis system manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. or a Zetasizer manufactured by Malvern.
[0085]
As the hydrophilic polymer used for the void layer, the same as the hydrophilic polymer used for the swellable ink absorbing layer is used, and a preferred hydrophilic polymer is polyvinyl alcohol (PVA). The PVA used in the present invention includes, in addition to ordinary PVA obtained by hydrolyzing polyvinyl acetate, modified polyvinyl alcohol such as PVA having a cation-modified terminal or anion-modified PVA having an anionic group. PVA obtained by hydrolyzing vinyl acetate preferably has an average degree of polymerization of 300 or more, more preferably 1000 to 5000. The saponification degree is preferably from 70 to 100%, particularly preferably from 80 to 99.5%. When the ink absorbing layer is a void type, the mass ratio of the hydrophilic polymer to the inorganic or organic fine particles is usually from 1:10 to 1: 3, particularly preferably from 1: 8 to 1: 5.
[0086]
When the void layer contains a hydrophilic polymer, it is preferable to add a hardening agent in order to improve the film forming property of the film and increase the water resistance and strength of the film. As the hardener, generally, a compound having a group capable of reacting with the hydrophilic polymer or a compound which promotes a reaction between different groups of the hydrophilic polymer is preferable, and depending on the type of the hydrophilic polymer, It is appropriately selected and used. Specific examples of the hardener include, for example, epoxy hardeners (diglycidylethyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-diglycidylcyclohexane, N, N-diglycidyl) -4-glycidyloxyaniline, sorbitol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, etc.), aldehyde hardeners (formaldehyde, glyoxal, etc.), active halogen hardeners (2,4-dichloro-6-hydroxy-1, 3,5-triazine, etc.), active vinyl compounds (1,3,5-trisacryloyl-hexahydro-s-triazine, bisvinylsulfonylmethyl ether, etc.), isocyanate hardeners (toluylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate) Over preparative etc.), boric acid, borates, borax, alum, and the like. When PVA is used as the hydrophilic polymer, it is preferable to use a hardening agent selected from boric acid, borate and epoxy hardening agents. The amount of the hardener used varies depending on the type of the hydrophilic polymer, the type of the hardener, the type of the silica fine particles, the ratio to the hydrophilic polymer, and the like, but is usually 5 to 500 mg, preferably 10 to 10 g per 1 g of the hydrophilic polymer. 300300 mg. Also, a plurality of types of hardeners can be used in combination.
[0087]
Various additives other than those described above can be added to the ink absorbing layer of the recording medium. Above all, a cationic mordant is preferable for improving water resistance and moisture resistance after printing. In the present invention, the surface zeta potential of the recording medium can be controlled by appropriately selecting the type and amount of the cationic mordant.
[0088]
As the cationic mordant, a polymer mordant having a primary to tertiary amino group and a quaternary ammonium group is preferably used, but the discoloration and deterioration of light resistance with time are small, and the mordant ability of the dye is sufficiently high. Therefore, a polymer mordant having a quaternary ammonium base is preferred. Preferred polymer mordants are obtained as a homopolymer of the above-mentioned monomer having a quaternary ammonium salt group, as a copolymer with other monomers, or as a condensation polymer. Specific examples of the cationic mordant are described, for example, in "Inkjet Printer Technology and Materials", page 268 (published by CMC Corporation, 1998).
[0089]
Other than the above, for example, ultraviolet absorbers described in JP-A-57-74193, JP-A-57-87988 and JP-A-62-261476, JP-A-57-74192, JP-A-57-87989 and JP-A-60-72785. JP-A-61-146591, JP-A-1-95091 and JP-A-3-13376, various anionic, cationic or nonionic surfactants, JP-A-59-42993 and JP-A-59-42993. Nos. 52689, 62-280069, 61-242871, JP-A-4-219266, and the like, lubricants such as fluorescent whitening agents, defoamers, diethylene glycol, preservatives, thickeners, and antistatic agents. And various other known additives.
[0090]
In the recording medium of the present invention, the glossiness of the recording surface is preferably 40 to 80% as measured by a 75-degree specular glossiness according to JIS Z8741. The smaller the glossiness, the lower the sharpness of the recorded image is likely to be. Incidentally, the glossiness is preferably within the above range when measured at 75 degrees in the present invention, but generally becomes a lower value when measured at a lower angle, for example, 60 degrees or 45 degrees. is there.
[0091]
In the recording medium of the present invention, the pH of the recording surface is preferably from 3.5 to 8.0. When the film surface has a specific pH, the water resistance of the recorded image is improved. Here, the film surface pH is defined as J.I. TAPPI paper pulp test method No. 49 refers to the surface pH measured after 30 seconds using distilled water according to the method described in No. 49.
[0092]
The recording medium of the present invention can be produced by applying a coating liquid for forming an ink absorbing layer to the support. Here, it is preferable that the inorganic fine particles preferably used in the ink absorbing layer are sufficiently dispersed in a dispersion medium and then used as a coating liquid. The method for dispersing the inorganic fine particles preferably includes a preliminary dispersion step and a main dispersion step. Examples of the dispersion method that can be used include a high-speed stirring disperser, an ultrasonic disperser, a roller mill type, a kneader type, and a pin mixer type. And a high-pressure homogenizer, a wet media type pulverizer (sand mill, ball mill) and the like. The dispersion medium is not particularly limited, but is preferably an aqueous medium. The aqueous medium preferably contains the cationic mordant and the hardener in addition to water.
[0093]
Further, the hydrophilic polymer and various additives may be added in advance to the dispersion medium or the dispersion after dispersing the inorganic fine particles. For example, various nonionic or cationic surfactants, defoaming agents, nonionic Hydrophilic polymers (polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, polyacrylamide, various sugars, gelatin, pullulan, etc.), nonionic or cationic latex dispersions, water-miscible organic solvents (ethyl acetate, methanol, ethanol , Isopropanol, n-propanol, acetone, etc.), inorganic salts, pH adjusters and the like can be used as needed. The recording medium of the present invention can be manufactured by applying a coating liquid comprising such a constituent material to the support.
[0094]
In applying the ink absorbing layer to the support, it is preferable to provide a corona discharge treatment or an undercoat layer on the support for the purpose of increasing the adhesive strength between the surface and the coating layer. The undercoat layer is provided with a hydrophilic polymer such as gelatin or polyvinyl alcohol, if necessary, in combination with a curing agent. The preferred thickness of the undercoat layer is in the range of 0.01 to 1 μm.
[0095]
When the ink jet recording medium of the present invention is used for recording only on one side, various methods are used to prevent curl on the side opposite to the side having the ink absorbing layer and further improve sticking and ink transfer when superimposed immediately after printing. Types of back layers can be provided. Although the configuration of the back layer varies depending on the type and thickness of the support and the configuration and thickness of the front side, generally, a hydrophilic binder or a hydrophobic binder is used.
[0096]
The thickness of the back layer is usually in the range of 0.1 to 10 μm. The surface of the back layer can be roughened to prevent "sticking" with other recording media, to improve writing properties, and to improve transportability in an ink jet recording apparatus. Organic or inorganic fine particles having a particle size of 0.5 to 20 μm are preferably used for this purpose. These back layers may be provided in advance, or may be provided after applying the ink absorbing layer on the opposite side.
[0097]
The coating method of the ink absorbing layer is preferably a roll coating method, a rod bar coating method, an air knife coating method, a spray coating method, a curtain coating method, or an extrusion coating method using a hopper described in US Pat. No. 2,681,294. Used. When a polyolefin resin-coated paper is used as the support, it is preferable that the drying be performed in a range of about 0 to 80 ° C. If the temperature is higher than 80 ° C., the polyolefin resin is softened to make it difficult to convey, or the gloss of the recording layer surface becomes uneven. Preferred drying temperatures are from 0 to 60C.
[0098]
After drying, the surfactant, the ultraviolet absorber, the anti-fading agent, the hardener, the cationic mordant, the antifoaming agent, the fluorescent brightener, the lubricant, the preservative, the thickener, etc. Alternatively, a known various additive-containing solution may be overcoated. In the present invention, the surface zeta potential can be controlled by the overcoat. Examples of the surfactant include an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant. Among them, the anionic surfactant or the cationic surfactant is used alone. Or a combination thereof. Inorganic particles and / or organic particles can also be added to the overcoat coating liquid. Light inorganic calcium carbonate, heavy calcium carbonate, magnesium carbonate, kaolin, clay, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc hydroxide, zinc sulfide, zinc carbonate, hydrotalcite, aluminum silicate White inorganic pigments such as diatomaceous earth, calcium silicate, magnesium silicate, synthetic amorphous silica, colloidal silica, alumina, colloidal alumina, pseudoboehmite, aluminum hydroxide, lithopone, zeolite, and magnesium hydroxide. Examples of the organic particles include an acrylic resin, a urea resin, a melamine resin, a phenol resin, and a styrene resin. The method of providing the overcoat layer on the ink absorbing layer is not particularly limited, and may be provided by a conventionally known coating machine or printing machine such as a bar coater, an air knife coater, a blade coater, and a curtain coater. it can. The coating amount of the overcoat layer does not need to be increased unnecessarily as long as the intended performance is satisfied.2Is preferably used.
[0099]
Next, the recording liquid in the present invention will be described. The recording liquid (ink) according to the invention is characterized in that the zeta potential is negative or positive. The zeta potential of the recording liquid can be controlled by the additives used and the like, resulting in excellent storage stability. The zeta potential of the recording solution can be measured by a known method using a commercially available device.
[0100]
In the inkjet recording method of the present invention, the zeta potential of the recording liquid is preferably from -90 mV to -10 mV, more preferably from -60 mV to -20 mV. As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that recording with a recording liquid in which the zeta potential is controlled in such a range exhibits particularly excellent color density and fixability. In particular, there was a tendency that the ink fixability was excellent. Although the reason is not clear, when a negatively charged inkjet recording liquid is discharged onto the recording surface of the recording medium, the image density and the ink fixing property are improved by a moderate interaction between the recording liquid and the recording medium surface. it is conceivable that.
[0101]
In the inkjet recording method of the present invention, the zeta potential of the recording liquid is preferably from +10 mV to +90 mV, more preferably from +20 mV to +60 mV. As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that recording with a recording liquid in which the zeta potential is controlled in such a range exhibits particularly excellent color density and fixability. In particular, there was a tendency that the image density was excellent. Although the reason is not clear, when the positively charged inkjet recording liquid is ejected onto the recording surface of the recording medium, the image density and the ink fixing property are improved by a moderate interaction between the recording liquid and the recording medium surface. it is conceivable that.
[0102]
The recording liquid is not particularly limited, but usually comprises a coloring material, a liquid medium, and other additives. As the coloring material used in the recording liquid, known water-soluble dyes such as oily dyes, disperse dyes, direct dyes, acid dyes, basic dyes, reactive dyes and food dyes used in ink jet recording can be used. Further, conventionally known organic and inorganic pigments can be used. For example, azo pigments such as azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, and chelated azo pigments; and phthalocyanine pigments, perylene and perylene pigments; Dye lakes such as cyclic pigments, basic dye lakes, and acid dye lakes; organic pigments such as nitro pigments, nitroso pigments, aniline black and daylight fluorescent pigments; and inorganic pigments such as carbon black. Further, colored resin fine particles made of a polymer containing a coloring material can be used.
[0103]
As a liquid medium for the recording liquid, an aqueous medium is preferable, and in order to prevent the coloring material from depositing when the recording liquid is dried and to prevent clogging at the nozzle tip and the ink supply path, the boiling point is usually about 120 ° C. Thus, a high-boiling organic solvent that is liquid at room temperature is added. The high-boiling organic solvent needs to have an action of preventing solid components such as coloring materials from being precipitated when water evaporates and generating coarse precipitates. It is required to have pressure. In addition, it is necessary to have high miscibility with water. Examples of high-boiling organic solvents used for such purposes include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerin, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, glycerin monomethyl ether, 2,3-butanetriol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,4-pentanetriol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, triethanolamine, polyethylene glycol (average molecular weight is about 300 or less). In addition to the above, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone and the like can also be used. Among these many high-boiling organic solvents, polyhydric alcohols such as diethylene glycol, triethanolamine, glycerin and triethanolamine, and lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as triethylene glycol monobutyl ether are preferred.
[0104]
Other additives contained in the recording liquid include, for example, a pH adjuster, a sequestering agent, a fungicide, a viscosity adjuster, a surface tension adjuster, a wetting agent, a surfactant, and a rust inhibitor. .
[0105]
The recording liquid is 2.5 × 10 5 at 25 ° C. for the purpose of improving the wettability to the recording medium and stabilizing the ejection from the ink jet nozzle.-4~ 5.0 × 10-4It preferably has a surface tension in the range of N / cm. The viscosity of the recording liquid is 2 × 10 5 at 25 ° C.-3-10 × 10-3Pa · s is preferred.
[0106]
Next, a recording liquid (ink) containing colored resin fine particles made of a polymer containing a coloring material will be described in detail.
[0107]
The colored resin fine particles referred to in the present invention are characterized in that they are colored resin fine particles composed of a polymer containing a coloring material, or colored resin fine particles composed of a polymer core and a polymer shell containing a coloring material. In particular, it is preferable to have a polymer core containing a coloring material and a polymer shell having a smaller coloring material content than the core.
[0108]
The polymer core mainly contains a coloring material and contributes to maintaining its fastness and color tone. On the other hand, the polymer shell contributes to increase the stability of the fine particles containing the coloring material as an ink suspension, further promotes fixing of the coloring material on a recording medium, prevents aggregation, and improves image quality. Contribute to improvement. In addition, it contributes to the robustness of the coloring material and the maintenance of the color tone.
[0109]
In the present invention, the content (concentration) of the coloring material in the shell is preferably 0.8 or less of the content of the coloring material in the core that is not cored / shelled. It is more preferably at most 0.5, particularly preferably at most 0.2.
[0110]
The coloring material content can be measured by a mass spectrometer such as TOF-SIMS. In TOF-SIMS, first, the total amount of ions having a mass number of 1 to 1000 is measured on the surface of each fine particle, and the coloring material content can be determined from the total amount of ions resulting from the dye therein. The color material content of each of the shell and the core / non-shelled core is compared. In TOF-SIMS, elemental analysis of several nm in the depth direction from the surface can be performed, so that core / shell fine particles as in the present invention can be analyzed.
[0111]
In the present invention, the colorant-containing resin fine particles used in the ink containing the colorant-containing polymer (resin) fine particles have a very large surface area per unit volume when the volume average particle diameter is 5 nm or less. The effect of enclosing inside is reduced. On the other hand, the particle diameter is preferably from 5 to 400 nm, and more preferably from 10 to 300 nm, from the viewpoint of easiness of clogging of the head, sedimentation in the ink, and stagnation stability.
[0112]
The volume average particle diameter can be determined by converting the circular average particle diameter obtained from the average value of the projected area (determined for at least 100 particles) of a transmission electron microscope (TEM) photograph into a spherical form. Furthermore, the coefficient of variation can be obtained by obtaining the volume average particle diameter and its standard deviation, and dividing the standard deviation by the volume average particle diameter. Further, the volume average particle diameter and the coefficient of variation can also be determined by using the dynamic light scattering method. For example, it can be determined using a laser particle size analysis system manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. or a Zetasizer manufactured by Malvern.
[0113]
The larger the coefficient of variation of the particle diameter, the wider the distribution of the particle diameter. When the variation coefficient of the volume average particle diameter is 80% or more, “variation” is likely to occur in the surface physical properties between the particles. The “variation” of the surface physical properties is liable to cause agglomeration of particles and to cause clogging of the inkjet head. Further, the aggregation of the particles easily causes light scattering of the coloring material on the recording medium, and also tends to cause deterioration in image quality. The coefficient of variation is preferably 50% or less, and more preferably 30% or less.
[0114]
In the present invention, the amount of the polymer used in the shell is preferably 5 to 95% by mass of the total amount of the polymer. If the amount is less than 5% by mass, the thickness of the shell is insufficient, and a part of the core containing a large amount of the coloring material tends to appear on the particle surface. On the other hand, if the amount of the shell polymer is too large, the ability of the core to protect the coloring material is likely to be reduced. More preferably, the content is 10 to 90% by mass.
[0115]
The total amount of the coloring material is preferably 20 to 1000% by mass based on the total amount of the polymer. If the amount of the coloring material is too small as compared with the polymer, the image density after ejection will not increase, and if the amount of the coloring material is too large, sufficient protection of the polymer will not be obtained.
[0116]
As the core / shell in the present invention, a method of first preparing a polymer core containing a coloring material and then providing a polymer shell or a method of simultaneously providing a core shell can be considered.
[0117]
<Method of providing a shell after manufacturing the fine particle core>
The coloring material-containing polymer serving as the core can be prepared by various methods. For example, a method of dissolving an oil-soluble dye in a monomer, emulsifying in water, then encapsulating the dye in a polymer by polymerization, dissolving the polymer and coloring material in an organic solvent, removing the organic solvent after emulsification in water, There is a method of adding porous polymer fine particles to a dye solution, and adsorbing and impregnating the fine particles with the dye. The polymer shell can be provided by adding a water-soluble polymer dispersing agent to the aqueous suspension of the core polymer and adsorbing it, by gradually dropping the monomer and depositing it on the core surface simultaneously with polymerization, or by organic method. There is a method in which a polymer dissolved in a solvent is gradually dropped and adsorbed on the core surface simultaneously with the precipitation.
[0118]
Alternatively, the pigment can be kneaded with a polymer, then dispersed in an aqueous system to produce a polymer-coated pigment core, and then shelled by the above method.
[0119]
<Method of providing core and shell simultaneously when forming fine particles>
Either dissolving or dispersing the core polymer and colorant in the shell monomer after polymerization, suspending in water and then polymerizing, or emulsion polymerizing the solution while gradually dropping it into water containing activator micelles There are techniques to go. The monomer may be the core and the polymer may be the shell. Alternatively, there is a method of dissolving or dispersing a coloring material in a mixture of a monomer that can be a core and a monomer that can be a shell after polymerization, and performing suspension polymerization or emulsion polymerization.
[0120]
<Evaluation of core shell>
It is important to evaluate whether it is actually core-shelled. In the present invention, the analysis method is limited from the viewpoint of resolution because the individual particle diameter is very small, 500 nm or less. TEM, TOF-SIMS, or the like can be applied as an analysis method that meets such a purpose. When observing the core-shelled fine particles by TEM, the dispersion can be applied on a carbon support film, dried, and observed. The TEM observation image shows that the contrast difference is small only with the kind of polymer which is an organic substance, so that in order to evaluate whether or not it is core-shelled, fine particles were osmium tetroxide, ruthenium tetroxide, chlorosulfonic acid / uranyl acetate. , Silver sulfide or the like. The fine particles of only the core are stained and observed by TEM, and compared with those provided with a shell. Further, after mixing the fine particles provided with the shell and the fine particles not provided with the shell, dyeing is performed, and it is confirmed whether or not the ratio of the fine particles having different dyeing degrees matches the presence or absence of the shell.
[0121]
In a mass spectrometer such as TOF-SIMS, it is confirmed that by providing a shell on the particle surface, the amount of coloring material near the surface is smaller than when only the core is used. When there is an element not contained in the core shell polymer in the coloring material, it is possible to confirm whether a shell having a small coloring material content is provided by using the element as a probe.
[0122]
That is, the coloring material content is measured by TOF-SIMS on the surface of each fine particle, first measuring the total amount of ions having a mass number of 1 to 1000, and among the elements contained in the core-shell polymer contained in the dye, From the total amount of ions derived from By this method, the content of each dye can be measured by comparing the content of the coloring material with the content of the shell and the core that has not been subjected to core / shell formation. In TOF-SIMS, elemental analysis of several nm from the surface in the depth direction can be performed, so that core / shell fine particles as in the present invention can be analyzed.
[0123]
In the absence of such an element, the colorant content in the shell can be compared to that without the shell using a suitable dye.
[0124]
The core-shell formation can be more clearly observed by embedding the core-shell particles in an epoxy resin, preparing an ultrathin section with a microtome, and performing staining. As described above, when a polymer or a coloring material includes an element that can serve as a probe, the composition of the core-shell and the distribution amount of the coloring material to the core and the shell can also be estimated by TOF-SIMS or TEM.
[0125]
As described above, in the present invention, the content of the coloring material in the shell is preferably 0.8 or less of the content of the coloring material in the core that is not cored / shelled. It is more preferably 0.5 or less, particularly preferably 0.2 or less (of course, it may be 0 or a value as close as possible). As a result, the polymer core contains the main part of the coloring material, thereby contributing to maintaining its robustness and color tone, while the polymer shell maintains the stability of these fine particles containing the coloring material as an ink suspension. In addition to contributing to an increase in color, the fixation of the color material on the recording medium is prevented, aggregation is prevented, the image quality is improved, the color material is fastened, and the color tone is maintained.
[0126]
In order to obtain the required particle size, it is important to optimize the formulation and select an appropriate emulsification method. The formulation differs depending on the coloring material and polymer used, but a suspension in water is preferable. Therefore, it is generally necessary that the polymer constituting the shell has higher hydrophilicity than the polymer constituting the core. Further, the coloring material contained in the polymer constituting the shell is preferably smaller than that of the polymer constituting the core as described above, and the coloring material also needs to be lower in hydrophilicity than the polymer constituting the shell. . The hydrophilicity and the hydrophobicity can be estimated using, for example, a solubility parameter (SP). As for the solubility parameter, its value, measurement and calculation method can be referred to the description from page 675 of POLYMER HANDBOOK 4th edition (John Wiley & Sons, Inc.).
[0127]
The polymer used for the colorant-containing resin fine particles preferably has a number average molecular weight of 500 to 100,000, particularly 1,000 to 30,000, from the viewpoint of film formability after printing, its durability, and formability of the suspension.
[0128]
Various glass transition temperatures (Tg) of the polymer can be used, but it is preferable to use at least one polymer having a Tg of 10 ° C. or higher.
[0129]
In the present invention, all commonly known polymers can be used, but particularly preferred polymers are a polymer containing an acetal group as a main functional group, a polymer containing a carbonate group, and a polymer containing a hydroxyl group. And a polymer having an ester group. The above-mentioned polymer may have a substituent, and the substituent may have a linear, branched, or cyclic structure. Various polymers having the above functional group are commercially available, but can also be synthesized by a conventional method. These copolymers can also be obtained, for example, by introducing an epoxy group into one polymer molecule, and subsequently condensing with another polymer, or performing graft polymerization using light or radiation.
[0130]
Examples of the polymer containing an acetal as a main functional group include a polyvinyl butyral resin. For example, # 2000-L, # 3000-1, # 3000-2, # 3000-4, # 3000-K, # 4000-1, # 4000-2, # 5000-A, # 6000 manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. -C, # 6000-EP, or BL-1, BL-1H, BL-2, BL-2H, BL-5, BL-10, BL-S, BL-SH, BX-10 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. , BX-L, BM-1, BM-2, BM-5, BM-S, BM-SH, BH-3, BH-6, BH-S, BX-1, BX-3, BX-5, KS -10, KS-1, KS-3 and KS-5.
[0131]
The resin is obtained as a derivative of PVA, and the degree of acetalization of hydroxyl groups of the original PVA is at most about 80 mol%, and usually about 50 to 80 mol%. In the case of polyvinyl butyral, a 1,1′-butylenedioxy group is formed as an acetal group. However, when the term “acetalization degree” is used, it does not refer to such a narrowly defined acetal. It means a general acetal group and refers to a compound having an acetal group formed from a compound having a hydroxyl group (in this case, PVA) and a compound having an aldehyde group (in this case, butanal). The hydroxyl group is not particularly limited, but is preferably contained at 10 to 40 mol%. The content of the acetyl group is not particularly limited, but is preferably 10 mol% or less. A polymer containing an acetal group as a main functional group means that at least 30 mol% or more of the oxygen atoms contained in the polymer form an acetal group.
[0132]
In addition, as a polymer containing an acetal group as a main functional group, an Iupital series manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation and the like can be used.
[0133]
Examples of the polymer containing a carbonate ester as a main functional group include a polycarbonate resin. For example, there are the Iupilon series and the Novalex series manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation. The Iupilone series is made from bisphenol A as a raw material, and its value varies depending on the measurement method, but those having various molecular weights can be used. In the NOVAREX series, those having a molecular weight of 20,000 to 30,000 and a Tg of around 150 ° C. can be used, but are not limited to these.
[0134]
A polymer containing a carbonate group as a main functional group means that at least 30 mol% or more of the oxygen atoms contained in the polymer contribute to the formation of the carbonate group.
[0135]
Examples of the polymer containing a hydroxyl group as a main functional group include PVA. Although the solubility of PVA in organic solvents is often low, PVA with a low saponification value increases the solubility in organic solvents. The highly water-soluble PVA can be used by adding it to the aqueous phase and adsorbing the polymer suspension after removing the organic solvent.
[0136]
As the PVA, commercially available ones can be used. For example, in addition to POVAL PVA-102, PVA-117, PVA-CSA, PVA-617, and PVA-505 manufactured by Kuraray Co., Ltd., PVA for sizing agents of special brands, hot melt KL-506, C-118, R-1130, M-205, MP-203, HL-12E, SK-5102 and the like can be used as PVA for molding and other functional polymers.
[0137]
The saponification degree is generally 50 mol% or more, but even if it is about 40 mol% like LM-10HD, it can be used. Other than such PVA, those having a hydroxyl group as a main functional group can be used, and those in which at least 20 mol% or more of the oxygen atoms contained in the polymer form a hydroxyl group can be used. .
[0138]
Examples of the polymer containing an ester group as a main functional group include methacrylic resin. Asahi Kasei Corporation's Delpet series 560F, 60N, 80N, LP-1, SR8500, SR6500 and the like can be used. The polymer containing an ester group as a main functional group means that at least 30 mol% or more of the oxygen atoms contained in the polymer form an ester group.
[0139]
These polymers may be used alone or in combination of two or more. If these polymers are contained in a mass ratio of 50% or more, other polymers or inorganic fillers may be contained.
[0140]
Although it is also preferable to use a copolymer of these polymers, for example, a polymer containing a hydroxyl group, as a technique of copolymerizing various polymers, a hydroxyl group is reacted with a monomer having an epoxy group such as glycidyl methacrylate, and then, It can be obtained by copolymerization with a methacrylate monomer by suspension polymerization.
[0141]
Next, the coloring material enclosed by the polymer will be described. Any coloring material that can be encapsulated by the polymer can be used without any particular limitation. Examples thereof include oily dyes, disperse dyes, direct dyes, acid dyes, and basic dyes. And a disperse dye.
[0142]
Particularly preferred specific examples of the disperse dye preferably used in the present invention are shown below, but are not limited thereto.
[0143]
C. I. Disperse Yellow 5, 42, 54, 64, 79, 82, 83, 93, 99, 100, 119, 122, 124, 126, 160, 184: 1, 186, 198, 199, 204, 224 and 237; . I. Disperse Orange 13, 29, 31: 1, 33, 49, 54, 55, 66, 73, 118, 119 and 163; I. Disperse Red 54, 60, 72, 73, 86, 88, 91, 92, 93, 111, 126, 127, 134, 135, 143, 145, 152, 153, 154, 159, 164, 167: 1, 177 , 181, 204, 206, 207, 221, 239, 240, 258, 277, 278, 283, 311, 323, 343, 348, 356 and 362; I. Disperse Bio Red 33; C.I. I. Disperse Blue 56, 60, 73, 87, 113, 128, 143, 148, 154, 158, 165, 165: 1, 165: 2, 176, 183, 185, 197, 198, 201, 214, 224, 225 C., 257, 266, 267, 287, 354, 358, 365 and 368; I. Disperse Green 6: 1 and 9 etc.
[0144]
On the other hand, the oil dye preferably used in the present invention is not limited to the following, but specific examples include, for example, C.I. I. Solvent Black 3, 7, 27, 29 and 34; C.I. I. Solvent Yellow 14, 16, 19, 29, 56 and 82; C.I. I. Solvent Red 1, 3, 8, 18, 24, 27, 43, 51, 72, 73, 132 and 218; I. Solvent Violet 3; I. Solvent Blue 2, 11, and 70; I. Solvent Green 3 and 7; and C.I. I. Solvent Orange 2 and the like.
[0145]
As the coloring material in the present invention, the following water-soluble dyes can also be used.
[0146]
Examples of the water-soluble dye that can be used include, for example, an azo dye, a methine dye, an azomethine dye, a xanthene dye, a quinone dye, a phthalocyanine dye, a triphenylmethane dye, a diphenylmethane dye, and the like. Show. However, it is not limited to these exemplified compounds.
[0147]
[C. I. Acid Yellow)
1, 3, 11, 17, 18, 19, 23, 25, 36, 38, 40, 42, 44, 49, 59, 61, 65, 67, 72, 73, 79, 99, 104, 110, 114, 116, 118, 121, 127, 129, 135, 137, 141, 143, 151, 155, 158, 159, 169, 176, 184, 193, 200, 204, 207, 215, 219, 220, 230, 232, 235, 241, 242, 246.
[0148]
[C. I. Acid orange)
3, 7, 8, 10, 19, 24, 51, 56, 67, 74, 80, 86, 87, 88, 89, 94, 95, 107, 108, 116, 122, 127, 140, 142, 144, 149, 152, 156, 162, 166, 168.
[0149]
[C. I. Acid Red)
1, 6, 8, 9, 13, 18, 27, 35, 37, 52, 54, 57, 73, 82, 88, 97, 106, 111, 114, 118, 119, 127, 131, 138, 143, 145, 151, 183, 195, 198, 211, 215, 217, 225, 226, 249, 251, 254, 256, 257, 260, 261, 265, 266, 274, 276, 277, 289, 296, 299, 315, 318, 336, 337, 357, 359, 361, 362, 364, 366, 399, 407, 415.
[0150]
[C. I. Acid Violet)
17, 19, 21, 42, 43, 47, 48, 49, 54, 66, 78, 90, 97, 102, 109, 126.
[0151]
[C. I. Acid Blue)
1, 7, 9, 15, 23, 25, 40, 62, 72, 74, 80, 83, 90, 92, 103, 104, 112, 113, 114, 120, 127, 128, 129, 138, 140, 142, 156, 158, 171, 182, 185, 193, 199, 201, 203, 204, 205, 207, 209, 220, 221 224, 225, 229, 230, 239, 249, 258, 260, 264, 278,279,280,284,290,296,298,300,317,324,333,335,338,342,350.
[0152]
[C. I. Acid Green)
9, 12, 16, 19, 20, 25, 27, 28, 40, 43, 56, 73, 81, 84, 104, 108, 109.
[0153]
[C. I. Acid Brown)
2, 4, 13, 14, 19, 28, 44, 123, 224, 226, 227, 248, 282, 283, 289, 294, 297, 298, 301, 355, 357, 413.
[0154]
[C. I. Acid Black)
1, 2, 3, 24, 26, 31, 50, 52, 58, 60, 63, 107, 109, 112, 119, 132, 140, 155, 172, 187, 188, 194, 207, 222.
[0155]
[C. I. Direct yellow)
8, 9, 10, 11, 12, 22, 27, 28, 39, 44, 50, 58, 86, 87, 98, 105, 106, 130, 132, 137, 142, 147, 153.
[0156]
[C. I. Direct orange)
6, 26, 27, 34, 39, 40, 46, 102, 105, 107, 118.
[0157]
[C. I. Direct red)
2, 4, 9, 23, 24, 31, 54, 62, 69, 79, 80, 81, 83, 84, 89, 95, 212, 224, 225, 226, 227, 239, 242, 243, 254.
[0158]
[C. I. (Direct violet)
9, 35, 51, 66, 94, 95.
[0159]
[C. I. Direct blue)
1, 15, 71, 76, 77, 78, 80, 86, 87, 90, 98, 106, 108, 160, 168, 189, 192, 193, 199, 200, 201, 202, 203, 218, 225, 229,237,244,248,251,270,273,274,290,291.
[0160]
[C. I. Direct green)
26, 28, 59, 80, 85.
[0161]
[C. I. Direct brown)
44, 106, 115, 195, 209, 210, 222, 223
[C. I. Direct black].
[0162]
17, 19, 22, 32, 51, 62, 108, 112, 113, 117, 118, 132, 146, 154, 159, 169.
[0163]
[C. I. Basic Yellow)
1, 2, 11, 13, 15, 19, 21, 28, 29, 32, 36, 40, 41, 45, 51, 63, 67, 70, 73, 91.
[0164]
[C. I. (Basic orange)
2, 21, 22.
[0165]
[C. I. (Basic Red)
1, 2, 12, 13, 14, 15, 18, 23, 24, 27, 29, 35, 36, 39, 46, 51, 52, 69, 70, 73, 82, 109.
[0166]
[C. I. (Basic violet)
1, 3, 7, 10, 11, 15, 16, 21, 27, 39.
[0167]
[C. I. (Basic blue)
1, 3, 7, 9, 21, 22, 26, 41, 45, 47, 52, 54, 65, 69, 75, 77, 92, 100, 105, 117, 124, 129, 147, 151.
[0168]
[C. I. Basic green)
1,4.
[0169]
[C. I. (Basic Brown)
One.
[0170]
[C. I. Reactive Yellow)
2, 3, 7, 15, 17, 18, 22, 23, 24, 25, 27, 37, 39, 42, 57, 69, 76, 81, 84, 85, 86, 87, 92, 95, 102, 105,111,125,135,136,137,142,143,145,151,160,161,165,167,168,175,176.
[0171]
[C. I. (Reactive orange)
1, 4, 5, 7, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 30, 35, 56, 64, 67, 69, 70, 72, 74, 82, 84, 86, 87, 91, 92, 93, 95, 107.
[0172]
[C. I. Reactive Red)
2, 3, 5, 8, 11, 21, 22, 23, 24, 28, 29, 31, 33, 35, 43, 45, 49, 55, 56, 58, 65, 66, 78, 83, 84, 106, 111, 112, 113, 114, 116, 120, 123, 124, 128, 130, 136, 141, 147, 158, 159, 171, 174, 180, 183, 184, 187, 190, 193, 194, 195, 198, 218, 220, 222, 223, 228, 235.
[0173]
[C. I. (Reactive violet)
1, 2, 4, 5, 6, 22, 23, 33, 36, 38.
[0174]
[C. I. Reactive Blue)
2, 3, 4, 5, 7, 13, 14, 15, 19, 21, 25, 27, 28, 29, 38, 39, 41, 49, 50, 52, 63, 69, 71, 72, 77, 79, 89, 104, 109, 112, 113, 114, 116, 119, 120, 122, 137, 140, 143, 147, 160, 161, 162, 163, 168, 171, 176, 182, 184, 191, 194, 195, 198, 203, 204, 207, 209, 211, 214, 220, 221, 222, 231, 235, 236.
[0175]
[C. I. Reactive green)
8, 12, 15, 19, 21.
[0176]
[C. I. Reactive Brown)
2, 7, 9, 10, 11, 17, 18, 19, 21, 23, 31, 37, 43, 46.
[0177]
[C. I. Reactive Black)
5, 8, 13, 14, 31, 34, 39.
[0178]
These dyes described above are described in “Dyeing Notebook 21st Edition” (published by Shisensensha) and the like. Of these water-soluble dyes, phthalocyanine dyes are preferred.
[0179]
Examples of the phthalocyanine dye include unsubstituted dyes and dyes having a central element, and examples of the central element include metal and non-metallic dyes, preferably copper, and more preferably C.I. I. Direct Blue 199.
[0180]
It is also possible to use a pigment insoluble in water or various organic solvents.
As the pigment that can be used in the present invention, conventionally known organic and inorganic pigments can be used. For example, azo pigments such as azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, and chelated azo pigments; and phthalocyanine pigments, perylene and perylene pigments; Dye lakes such as cyclic pigments, basic dye lakes, and acid dye lakes; organic pigments such as nitro pigments, nitroso pigments, aniline black and daylight fluorescent pigments; and inorganic pigments such as carbon black.
[0181]
Specific organic pigments preferably used in the present invention are exemplified below.
Pigments for magenta or red include C.I. I. Pigment Red 2, C.I. I. Pigment Red 3, C.I. I. Pigment Red 5, C.I. I. Pigment Red 6, C.I. I. Pigment Red 7, C.I. I. Pigment Red 15, C.I. I. Pigment Red 16, C.I. I. Pigment Red 48: 1, C.I. I. Pigment Red 53: 1, C.I. I. Pigment Red 57: 1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I. Pigment Red 123, C.I. I. Pigment Red 139, C.I. I. Pigment Red 144, C.I. I. Pigment Red 149, C.I. I. Pigment Red 166, C.I. I. Pigment Red 177, C.I. I. Pigment Red 178, C.I. I. Pigment Red 222 and the like.
[0182]
Examples of orange or yellow pigments include C.I. I. Pigment Orange 31, C.I. I. Pigment Orange 43, C.I. I. Pigment Yellow 12, C.I. I. Pigment Yellow 13, C.I. I. Pigment Yellow 14, C.I. I. Pigment Yellow 15, C.I. I. Pigment Yellow 17, C.I. I. Pigment Yellow 93, C.I. I. Pigment Yellow 94, C.I. I. Pigment Yellow 138 and the like.
[0183]
Examples of green or cyan pigments include C.I. I. Pigment Blue 15, C.I. I. Pigment Blue 15: 2, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, C.I. I. Pigment Blue 16, C.I. I. Pigment Blue 60, C.I. I. Pigment Green 7 etc.
[0184]
As the coloring material, metal complex dyes as disclosed in JP-A-9-277693, JP-A-10-20559, and JP-A-10-30061 can also be used. For example, a dye represented by the following formula (1) or (2) described in JP-A-10-20559 can be used.
[0185]
Embedded image
Figure 2004291237
[0186]
In the general formula (1), X1Represents a group of atoms having a structure capable of forming at least a bidentate coordination bond with a metal ion;1Is an aromatic hydrocarbon ring, a 5- to 6-membered heterocyclic ring or -L4= Y2And Y2Represents a nitrogen-containing 5- to 6-membered heterocyclic ring. L1, L4Represents a substituted or unsubstituted methine group and a nitrogen atom;2, L3Represents a substituted or unsubstituted methine group. M represents a metal ion, X1And at least a bidentate coordination bond with the group of atoms formed by m represents an integer of 0, 1, 2 or 3, and n1 represents an integer of 1, 2 or 3.
[0187]
In the general formula (2), X3, Y3, M3And n2 are respectively the above X1, Y1, M and n1.
[0188]
Specific examples of the dyes represented by the general formulas (1) and (2) are described as D-1 to D-70 in paragraphs “0043” to “0056” of JP-A-10-20559.
[0189]
The colorant-containing polymer (resin) fine particles referred to in the present invention are preferably incorporated in the ink in which the colored resin fine particles are dispersed in an amount of 0.5 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, as the polymer amount. More preferably, If the blending amount of the polymer is less than 0.5% by mass, the ability to protect the coloring material is not sufficient, and if it exceeds 50% by mass, the storage stability of the suspension as ink deteriorates, Clogging of the printer head may occur due to thickening of the ink and aggregation of the suspension caused by ink evaporation.
[0190]
On the other hand, the coloring material is preferably contained in the ink in an amount of 1 to 30% by mass, more preferably 1.5 to 25% by mass. If the amount of the coloring material is less than 1% by mass, the print density is insufficient, and if it exceeds 30% by mass, the stability over time of the suspension decreases, and the particle size tends to increase due to aggregation and the like.
[0191]
The recording liquid (ink) containing the colored resin fine particles made of the polymer containing the coloring material referred to in the present invention is preferably made of water as a medium, and is composed of a polymer suspension enclosing the coloring material. Various conventionally known additives, for example, wetting agents such as polyhydric alcohols, dispersants, antifoaming agents such as silicones, fungicides such as chloromethylphenols, and / or chelates such as EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid). And an oxygen absorbent such as a sulfite.
[0192]
Examples of the wetting agent include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether. Polyhydric alcohols such as butyl ether, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethyl carbitol acetate, diethyl carbitol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and ethers and acetates thereof , N-methyl-2 Pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, triethanolamine, formamide, nitrogen-containing compounds such as dimethyl formamide, may be used one or more dimethyl monkey sulfoxide.
[0193]
The amount of these wetting agents is not particularly limited, but preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.1 to 30% by mass, in the ink.
[0194]
The dispersant is not particularly limited, but preferably has an HLB value of 8 to 18 from the viewpoint of exhibiting the effect as the dispersant and having the effect of suppressing an increase in the particle diameter of the suspension. Commercial products can also be used as dispersants. Examples of such commercially available products include Kao Corporation's dispersant Demol SNB, MS, N, SSL, ST, P.
[0195]
The amount of the dispersant is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10% by mass in the ink in which the colored resin fine particles are dispersed. If the amount is less than 0.01% by mass, it may be difficult to reduce the particle size of the suspension. If the amount is more than 10% by mass, the particle size of the suspension may increase or the stability of the suspension may decrease, resulting in gelation. There is.
[0196]
As the defoaming agent, a commercially available product can be used without any particular limitation. As such commercially available products, for example, KF96, 66, 69, KS68, 604, 607A, 602, 603, KM73, 73A, 73E, 72, 72A, 72C, 72F, 82F, 70, 71 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. 75, 80, 83A, 85, 89, 90, 68-1F, 68-2F and the like.
[0197]
The amount of these compounds is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 2% by mass in the ink in which the colored resin fine particles are dispersed. If the amount is less than 0.001% by mass, bubbles are easily generated at the time of preparing the ink, and it is difficult to remove small bubbles in the ink. If the amount exceeds 2% by mass, the generation of bubbles is suppressed. In this case, repelling may occur in the ink and the print quality may be degraded.
[0198]
Next, a method for producing a recording liquid (ink) in which colored resin fine particles are dispersed will be described. The ink of the present invention can be produced by various emulsification methods, and various methods can be used as the emulsification method. Examples of these are summarized in, for example, page 86 of “Advances and Applications of Functional Emulsifiers / Emulsification Techniques, published by CMC Corporation”. In the present invention, it is particularly preferable to use an emulsifying and dispersing apparatus using ultrasonic waves, high-speed rotational shearing, and high pressure.
[0199]
In emulsification and dispersion by ultrasonic waves, two types, a so-called batch type and a continuous type, can be used. The batch method is suitable for producing a relatively small amount of sample, and the continuous method is suitable for producing a large amount of sample. In the continuous system, for example, an apparatus such as UH-600SR (manufactured by SMT Corporation) can be used. In the case of such a continuous system, the irradiation time of the ultrasonic wave can be obtained by (dispersion chamber volume / flow rate × circulation number). When there are a plurality of ultrasonic irradiation devices, the ultrasonic irradiation devices are obtained as the sum of the respective irradiation times. The irradiation time of the ultrasonic wave is practically 10,000 seconds or less. If a time longer than 10,000 seconds is required, the load on the process is large, and in practice, it is necessary to shorten the emulsification dispersion time 37 by reselecting an emulsifier or the like. Therefore, no time exceeding 10,000 seconds is required. More preferably, it is 10 to 2,000 seconds.
[0200]
Examples of the emulsifying and dispersing apparatus using high-speed rotational shear include disperser mixers as described on pages 255 to 256 of "Advances and Applications of Functional Emulsifiers / Emulsification Techniques" (supra). For example, a homomixer such as an ultramixer described on page 256 can be used. These types can be properly used depending on the liquid viscosity at the time of emulsification and dispersion. In an emulsifying and dispersing machine using high-speed rotation shearing, the rotation speed of the stirring blade is important. In the case of an apparatus having a stator, the clearance between the stirring blade and the stator is usually about 0.5 mm and cannot be extremely narrow, so that the shearing force mainly depends on the peripheral speed of the stirring blade. If the peripheral speed is 5 to 150 m / sec, it can be used for emulsification and dispersion of the present invention. This is because, when the peripheral speed is low, it is often impossible to achieve a small particle size even if the emulsification time is extended, and it is necessary to extremely increase the performance of the motor to achieve 150 m / sec. More preferably, it is 20 to 100 m / sec.
[0201]
In emulsification and dispersion by high pressure, LAB2000 (manufactured by SMT Co.) can be used, but the emulsification / dispersion ability depends on the pressure applied to the sample. Pressure is 104~ 5 × 105The range of kPa is preferable. Further, emulsification / dispersion may be performed several times as necessary to obtain a target particle size. If the pressure is too low, the target particle size cannot be achieved in many cases even if emulsification and dispersion are performed many times.5In order to make the pressure kPa, a large load is applied to the apparatus, which is not practical. More preferably 5 × 104~ 2 × 105The range is kPa.
[0202]
These emulsifying / dispersing devices may be used alone, but may be used in combination as needed.
[0203]
Further, the ink of the present invention can be produced by so-called phase inversion emulsification in addition to using the above apparatus. Phase inversion emulsification means dissolving the polymer in an organic solvent such as an ester or ketone together with the dye, adding a neutralizing agent as needed to ionize the carboxyl groups in the polymer, and then adding an aqueous phase. And evaporating the organic solvent and inverting the phase to an aqueous system. After the phase inversion is completed, the system is heated under reduced pressure to remove the ester and ketone solvents and to remove a predetermined amount of water to disperse colored resin fine particles having a desired concentration. Is obtained.
[0204]
Next, the ink jet recording method of the present invention will be described. The method for inkjet recording using the recording liquid on the inkjet recording medium of the present invention is not particularly limited, and printing or an image can be obtained by using a piezo-type or thermal-type inkjet printer. it can. The details of the recording method are described, for example, in Trends of Inkjet Recording Technology (Edited by Koichi Nakamura, published on March 31, 1995, Japan Science Information Co., Ltd.). The inkjet head that can be used in the recording method of the present invention may be an on-demand type or a continuous type. The ink ejection method includes electro-mechanical conversion methods (single-cavity type, double-cavity type, bender type, piston type, shared mode type, shared wall type, etc.), and electro-thermal conversion methods (thermal inkjet type, Specific examples include a bubble jet (R) type, an electrostatic suction method (electric field control type, a slit jet type, etc.) and a discharge method (spark jet type, etc.). No problem.
[0205]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but embodiments of the present invention are not limited thereto.
[0206]
<Preparation of support>
Water content 6.5%, basis weight 170g / m2Was coated with a low-density polyethylene having a density of 0.92 to a thickness of 30 μm by a melt extrusion coating method. Next, a low-density polyethylene having a density of 0.92 containing 5.5% of anatase-type titanium oxide was applied by a melt extrusion method to a thickness of 35 μm on the front side to prepare a support having both surfaces coated with polyethylene.
[0207]
A corona discharge was applied to the front side to form a gelatin undercoat layer having a thickness of 0.3 g / m2.2After performing corona discharge on the back surface, the latex layer was formed to a thickness of 0.2 g / m2.2Was applied.
[0208]
<Preparation of titanium oxide dispersion liquid 1>
20 kg of titanium oxide having an average particle size of about 0.25 μm (W-10, manufactured by Ishihara Sangyo), 150 g of sodium tripolyphosphate having a pH of 7.5, 500 g of polyvinyl alcohol (PVA235, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and a cationic polymer ( P-1) 90 g of an aqueous solution containing 150 g of an antifoaming agent SN381 of 150 g and Sannobuko Co., Ltd. was added and dispersed with a high-pressure homogenizer (manufactured by Sanwa Kogyo Co., Ltd.). Liquid 1 was obtained.
[0209]
Embedded image
Figure 2004291237
[0210]
<Preparation of optical brightener dispersion liquid 1>
400 g of an oil-soluble fluorescent whitening agent UVITEX-OB manufactured by Ciba-Geigy Co., Ltd. was heated and dissolved in 9000 g of diisodecyl phthalate and 12 L of ethyl acetate, and 3500 g of acid-treated gelatin and 0.8 kg of a cationic polymer (P-1) were dissolved. Was added to and mixed with 65 L of an aqueous solution containing 6 L of a 50% aqueous solution of saponin, emulsified and dispersed with a high-pressure homogenizer manufactured by Sanwa Kogyo Co., Ltd., and ethyl acetate was removed under reduced pressure. White agent dispersion liquid 1 was prepared.
[0211]
<Preparation of silica dispersion liquid 1>
As an aqueous medium (hereinafter referred to as liquid A),
80L of water
Boric acid 0.27kg
Borax 0.23kg
0.4L of 5% nitric acid
1.8L ethanol
Cationic polymer (P-1) (25% by mass aqueous solution) 5L
Were mixed and dissolved. 32 kg of precipitated silica (prepared by Tokuyama Corporation: trade name: T-32, average secondary particle size 1.5 μm: hereinafter referred to as T-32) was prepared and dispersed as follows to obtain dispersion liquid 1. . Solution A was supplied at a rate of 1.56 kg / min and T-32 at a rate of 0.44 kg / min as a disperser 1 to a flow jet mixer 300 (pin mixer type, manufactured by Koken Powtex, hereinafter referred to as FJM). Then, it was supplied to a fine flow mill FM-25 (a continuous high-speed stirring type disperser, manufactured by Taiyo Kiko Co., Ltd., hereinafter referred to as FM) as a disperser 2. Thereafter, LMK-4 (a continuous wet media type pulverizer, manufactured by Ashizawa, hereinafter referred to as LMK) was used as the disperser 3, and the dispersion liquid from the disperser 2 was 2.0 kg / min into the LMK using a mono pump. Supplied with FJM conditions: peripheral speed 25 m / sec, residence time 20 sec, FM conditions: peripheral speed 25 m / sec, residence time 0.15 sec, LMK conditions: bead diameter 0.5 mm zirconia, residence time 5 min, rotor rotation peripheral speed 11 m / sec. Thereafter, the dispersion obtained from LMK was filtered. The filter used was a profile manufactured by Pall Corporation. At this time, the average particle size of the silica was 210 nm. The average particle size is a value measured with a Zetasizer 1000HS manufactured by Malvern.
[0212]
<Preparation of silica dispersion 2>
The dispersion was prepared in the same manner as the silica dispersion 1, except that the cationic polymer (P-1) (25 mass% aqueous solution) was changed to 20 L. The average particle size was 220 nm.
[0213]
<Preparation of silica dispersion 3>
The dispersion was prepared in the same manner as the silica dispersion 1, except that the cationic polymer (P-1) (25 mass% aqueous solution) was changed to 30 L. The average particle size was 240 nm.
[0214]
<Preparation of silica dispersion 4>
Dispersion was carried out in the same manner as silica dispersion liquid 1 except that the silica was changed to gel method silica (trade name: AZ-204, manufactured by Nippon Silica Co., Ltd., average secondary particle size: 1.3 μm). The average particle size was 220 nm.
[0215]
<Preparation of silica dispersion 5>
Dispersion was carried out in the same manner as silica dispersion liquid 1 except that the silica was changed to fumed silica (trade name: A-300, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and the rotor rotation peripheral speed of LMK was set to 8 m / sec. The average particle size was 190 nm.
[0216]
<Preparation of silica dispersion 6>
The silica was changed to fumed silica (trade name: A-300, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), the cationic polymer (P-1) (25 mass% aqueous solution) was set to 30 L, and the rotor rotation peripheral speed of LMK was set to 8 m / sec. The dispersion was performed in the same manner as in the silica dispersion 1 except that The average particle size was 200 nm.
[0217]
[Preparation of inkjet recording medium 1]
<Preparation of coating liquid>
The coating solutions for the first, second and third layers were prepared according to the following procedure.
[0218]
Coating solution for first layer
The following additives were sequentially mixed with 560 ml of a prepared dispersion prepared by adjusting the silica dispersion 1 such that the silica mass concentration of the dispersion became 10% at 40 ° C.
[0219]
Polyvinyl alcohol
0.6 ml of a 10% aqueous solution of (Kuraray Industries, Ltd .: PVA203)
Polyvinyl alcohol
150 ml of 5% aqueous solution of (Kuraray Industries Co., Ltd .: PVA235)
Polyvinyl alcohol
100 ml of 5% aqueous solution of (Kuraray Industries: PVA245)
Fluorescent brightener dispersion liquid 1 32ml
Titanium oxide dispersion 1 30ml
Latex emulsion (manufactured by Dai-ichi Kogyo Co., Ltd .: AE-803) 21 ml
Make up to 1000ml with pure water.
[0220]
Second layer coating solution
The following additives were sequentially mixed with 630 ml of a prepared dispersion prepared by adjusting the silica dispersion 1 such that the silica mass concentration of the dispersion became 10% at 40 ° C.
[0221]
Polyvinyl alcohol
0.6 ml of a 10% aqueous solution of (Kuraray Industries, Ltd .: PVA203)
Polyvinyl alcohol
150 ml of 5% aqueous solution of (Kuraray Industries Co., Ltd .: PVA235)
Polyvinyl alcohol
100 ml of 5% aqueous solution of (Kuraray Industries: PVA245)
Fluorescent brightener dispersion liquid 1 50ml
Make up to 1000ml with pure water.
[0222]
Coating solution for third layer
The following additives were sequentially mixed with 640 ml of a prepared dispersion prepared by preparing the silica dispersion 1 so that the silica mass concentration of the dispersion became 10% at 40 ° C.
[0223]
Polyvinyl alcohol
0.6 ml of a 10% aqueous solution of (Kuraray Industries, Ltd .: PVA203)
Polyvinyl alcohol
150 ml of 5% aqueous solution of (Kuraray Industries Co., Ltd .: PVA235)
Polyvinyl alcohol
100 ml of 5% aqueous solution of (Kuraray Industries: PVA245)
Silicon dispersion
(Toy Dow Corning Silicone Co., Ltd .: BY-22-839)
3.5ml
Saponin 50% aqueous solution 4ml
2 ml of 5% aqueous solution of fluorinated nonionic surfactant
Make up to 1000ml with pure water.
[0224]
<Application>
The coating solution obtained as described above is coated on the front side of the support coated on both sides with polyethylene such that a first layer (40 μm), a second layer (110 μm), and a third layer (30 μm) are formed in this order. Were simultaneously coated. The values in parentheses indicate the respective wet film thicknesses. Coating was performed simultaneously at 40 ° C. with a three-layer curtain coater at a temperature of 40 ° C., immediately after coating, cooled in a cooling zone maintained at 8 ° C. for 20 seconds, and then blown with a wind of 20 to 30 ° C. for 60 seconds, 45 seconds. 23 ° C. after drying for 60 seconds in a wind at 50 ° C. and 60 seconds in a wind at 50 ° C. (the film temperature in the constant rate drying area is 8 to 25 ° C., and the film temperature gradually increases in the decreasing rate drying area). The humidity was controlled at a relative humidity of 40 to 60%.
[0225]
Next, 2.0 g / m 2 of an isocyanate compound (a mixture of Coronate 3041 manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. and Sumidur N3300 manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., 2: 8 (mass ratio)) dissolved in ethyl acetate was used.2To obtain an inkjet recording medium 1.
[0226]
[Production of inkjet recording media 2 to 8]
Inkjet recording media 2 to 6 were produced in the same manner as in the above inkjet recording medium 1 except that the dispersions were changed to silica dispersions 2 to 6. Further, inkjet recording media 7 and 8 were produced in the same manner as the inkjet recording medium 1 except that silica dispersions 3 and 6 were used and the isocyanate compound was not overcoated.
[0227]
Table 1 shows the silica dispersion, surface zeta potential, and 75 ° specular gloss of the obtained inkjet recording medium. The surface zeta potential of the recording medium was measured using a laser zeta electrometer ELS-8000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. and a cell for a flat plate sample. Specifically, the electroosmotic flow was measured by using an aqueous solution of NaCl having a pH of 7.0 and a concentration of 10 mM as an electrolyte, and using polystyrene latex as monitor particles, and the electroosmotic flow was measured and analyzed. The gloss is a value obtained by measuring the gloss according to JIS Z 8741 at an incident angle of 75 ° and a light receiving angle of 75 ° using a VGS-1001DP type gloss meter manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
[0228]
[Table 1]
Figure 2004291237
[0229]
[Preparation of recording liquid 1 (dye-based)]
The components shown below were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered through a 0.8 μm membrane filter to remove dust and coarse particles. Thus, a recording liquid 1 for inkjet was prepared. The zeta potential was +48 mV. The zeta potential of the recording solution was calculated using a laser zeta potentiometer ELS-8000 manufactured by Otsuka Electronics.
[0230]
C. I. Direct Blue 199 3% by mass
7% by mass of ethylene glycol
Diethylene glycol 10% by mass
Colloidal silica (Snowtex AK, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 3% by mass
Surfynol 465 (manufactured by Nissin Chemical Industry) 0.1% by mass
76.9% by mass of water
[Preparation of recording liquid 2 (dye-based)]
A recording liquid 2 for ink jet was prepared in the same manner except that the colloidal silica (Snowtex AK, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) of the recording liquid 1 was changed to colloidal silica (Snowtex 20, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.). . The zeta potential was -51 mV.
[0231]
[Preparation of recording liquid 3 (pigment-based)]
A pigment dispersion was prepared using the following components, and a recording liquid was prepared using the dispersion.
[0232]
<Preparation of pigment dispersion>
C. I. Pigment Blue 15 10% by mass
Styrene-acrylic acid-ethyl acrylate copolymer
(Mass average molecular weight 5000) 1.5% by mass
Monoethanolamine 1% by mass
Diethylene glycol 5% by mass
82.5% by weight of water
After mixing the above components and performing premixing for 30 minutes, dispersion treatment was performed with a sand mill. Furthermore, centrifugation was performed to remove coarse particles to obtain a dispersion.
[0233]
Using the above pigment dispersion, the following components were mixed, sufficiently stirred, and filtered through a 0.8 μm membrane filter to remove dust and coarse particles, thereby preparing a recording liquid 3 for inkjet. The zeta potential was -32 mV.
[0234]
30% by mass of the above pigment dispersion
Glycerin 10% by mass
Ethylene glycol 5% by mass
Ethyl alcohol 2% by mass
Water 53% by mass
[Preparation of recording liquid 4 (pigment-based)]
A recording liquid 4 for inkjet was prepared in the same manner except that 5% by mass of water of the recording liquid 3 was changed to colloidal silica (Snowtex AK, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.). The zeta potential was +25 mV.
[0235]
[Preparation of recording liquids 5 to 7 (colored resin fine particle system)]
<Preparation of Colored Resin Fine Particle Dispersion 5>
As a polymer, 15 g of polyvinyl butyral (BL-S manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., average degree of polymerization: 350), 5 g of John Krill 67 (manufactured by Johnson Polymer), and as a coloring material, a cyan dye (CI Solvent Blue 70) ) 10 g and 150 g of ethyl acetate were put into a separable flask, and N2After stirring, the above polymers and dyes were completely dissolved by stirring. Next, 150 g of an aqueous solution containing 3 g of sodium hydroxide and 3 g of sodium lauryl sulfate necessary for neutralizing Joncryl 67 is dropped and stirred, and then, using an ultrasonic dispersing machine (UH-150 type, manufactured by SMT Co., Ltd.). The emulsion was emulsified at 70 ° C. for 300 seconds. Thereafter, ethyl acetate was removed under reduced pressure to obtain a colored resin fine particle dispersion 5 impregnated with the dye. The shell polymer in this colored resin fine particle dispersion liquid 5 is Joncryl 67, and its ratio to the total polymer is 25% by mass.
[0236]
<Preparation of Colored Resin Fine Particle Dispersion 6>
15 g of polyvinyl butyral (BL-S manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., average degree of polymerization: 350) as a polymer, 10 g of a cyan dye (CI solvent blue 70) as a coloring material, and 150 g of ethyl acetate are put in a separable flask. , N inside the flask2After stirring, the polymer and the dye were completely dissolved by stirring. Then, 150 g of an aqueous solution containing 3 g of polyvinyl alcohol resin (MP-203, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and 3 g of sodium lauryl sulfate was dropped and stirred, and then an ultrasonic disperser (UH-150, manufactured by SMT Corporation) was used. And emulsified at 70 ° C. for 300 seconds. Thereafter, the ethyl acetate was removed under reduced pressure to obtain a colored resin particle dispersion 6 impregnated with the dye. The shell polymer in this colored resin fine particle dispersion 6 is MP-203, and the ratio to the total polymer is 16.7% by mass.
[0237]
<Preparation of Colored Resin Fine Particle Dispersion 7>
A colored resin particle dispersion 7 was prepared in the same manner as in the preparation of the colored resin particle dispersion 5, except that John Krill 67 and sodium hydroxide were not added.
[0238]
Using the above colored resin fine particle dispersions 5 to 7, the following components were mixed, sufficiently stirred, and filtered through a 0.8 μm membrane filter to remove dust and coarse particles. 5-7 were prepared.
[0239]
Colored resin fine particle dispersion liquid 5 to 7 69.9% by mass
15% by mass of ethylene glycol
Glycerin 15% by mass
Surfynol 465 (manufactured by Nissin Chemical Industry) 0.1% by mass
<Measurement of each characteristic value of recording liquid>
For the recording liquid containing the colored resin fine particles prepared as described above, the volume average particle diameter, the coefficient of variation thereof, the confirmation of core-shell formation, the color material concentration ratio of the core and the shell, and the zeta potential were calculated and obtained according to the following methods. Table 2 shows the results.
[0240]
The volume average particle size was measured using a laser particle size analysis system manufactured by Otsuka Electronics.
The circular conversion average particle diameter obtained from the average value of the projected area of the TEM photograph was converted into a sphere, and the volume average particle diameter and its standard deviation were obtained.
[0241]
To confirm the core-shell structure, fix the ultrathin section of the suspension on a mesh with a carbon support film, and then4, And each was compared with Comparative Example to confirm the degree of staining.
[0242]
The calculation of the coloring material content (density) ratio of the coloring material in the core / shell was performed as follows.
[0243]
The colored resin fine particles prepared on a Si-wafer are applied and dried, and using TRIFT-II manufactured by Physical Electronics Co., the mass intensity of the dye as a coloring material + the area intensity of 0.5 to 0.5 to 1000a. m. u. The color material content (concentration) ratio of the core and the shell was calculated by comparing this value with the core-only particles and the core / shell particles.
[0244]
Equipment name; TRIFT-II
Manufacturer: Physical Electronics
Primary ion; Ga+
Acceleration voltage: 15 kV
Measured mass range; 0.5-1000a. m. u.
Measurement area: 60 μm × 60 μm
Detected ion; positive secondary ion detection
Total time: 5 minutes
Measurement temperature; cooled with liquid nitrogen
Stage voltage: 3000V
The zeta potential was calculated using a laser zeta electrometer ELS-8000 manufactured by Otsuka Electronics.
[0245]
[Table 2]
Figure 2004291237
[0246]
[Recording of inkjet image]
After the recording liquids 1 to 7 prepared as described above were stored in an ink jet cartridge, images were recorded on the recording media 1 to 8 produced in the combinations shown in Table 3 using a color ink jet printer PM800C (manufactured by Seiko Epson Corporation). As the output image, a wedge image in which the output density was divided into 16 levels from 0% to 100% (each density was output as a 3 cm × 3 cm patch) was recorded.
[0247]
[Evaluation of recorded image]
For each of the images recorded as described above, the maximum reflection density at an output density of 100% was evaluated. Further, the fixability (abrasion resistance) was evaluated according to the following method. Table 3 shows the results.
[0248]
<Fixability: Evaluation of scratch resistance>
A 19.6N load is applied to a plate (3 cm square) on which a patch portion having an output density of 100% of each of the output images is attached to a platen having flatness so that the image is on the surface and to which disinfecting gauze is attached. Was pressed against the image surface to rub the image surface for 100 round trips. The optical reflection densities of the images before and after rubbing were measured at three points, and the average value was determined. When the optical reflection density before rubbing was A and the optical reflection density after rubbing was B, the image remaining rate (%) was determined as follows, and this was used as a measure of scratch resistance.
[0249]
Image remaining rate (%) = B / A × 100
[0250]
[Table 3]
Figure 2004291237
[0251]
As is clear from Table 3, the inkjet recording medium of the present invention and the inkjet recording method of recording with a recording liquid having a negative or positive zeta potential have excellent image density and ink fixability.
[0252]
【The invention's effect】
According to the present invention, an ink jet recording medium and an ink jet recording method excellent in image density and ink fixability can be provided.

Claims (12)

支持体上に、少なくとも1層のインク吸収層を有するインクジェット記録媒体の記録面のpH7における表面ゼータ電位が+5mV以上+30mV以下であることを特徴とするインクジェット記録媒体。An ink jet recording medium characterized in that the surface zeta potential at pH 7 of the recording surface of the ink jet recording medium having at least one ink absorbing layer on a support is from +5 mV to +30 mV. 表面ゼータ電位が+10mV以上+25mV以下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媒体。2. The ink jet recording medium according to claim 1, wherein the surface zeta potential is not less than +10 mV and not more than +25 mV. 請求項1又は2に記載のインクジェット記録媒体に、ゼータ電位が負である記録液で記録することを特徴とするインクジェット記録方法。3. An ink jet recording method, comprising: recording on the ink jet recording medium according to claim 1 using a recording liquid having a negative zeta potential. 記録液が色材として顔料を含むことを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録方法。4. The ink jet recording method according to claim 3, wherein the recording liquid contains a pigment as a coloring material. 記録液が色材を含有するポリマーからなる着色樹脂微粒子を含むことを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録方法。4. The ink jet recording method according to claim 3, wherein the recording liquid contains colored resin fine particles made of a polymer containing a coloring material. 着色樹脂微粒子が色材を含有するポリマーコア及びポリマーシェルから成る着色樹脂微粒子であることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録方法。6. The ink jet recording method according to claim 5, wherein the colored resin fine particles are colored resin fine particles comprising a polymer core and a polymer shell containing a coloring material. 記録液のゼータ電位が−90mV以上−10mV以下であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。The inkjet recording method according to any one of claims 3 to 6, wherein the zeta potential of the recording liquid is from -90 mV to -10 mV. 請求項1又は2に記載のインクジェット記録媒体に、ゼータ電位が正である記録液で記録することを特徴とするインクジェット記録方法。3. An ink jet recording method, comprising: recording on the ink jet recording medium according to claim 1 using a recording liquid having a positive zeta potential. 記録液が色材として顔料を含むことを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録方法。The ink jet recording method according to claim 8, wherein the recording liquid contains a pigment as a coloring material. 記録液が色材を含有するポリマーからなる着色樹脂微粒子を含むことを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録方法。9. The ink jet recording method according to claim 8, wherein the recording liquid contains colored resin fine particles made of a polymer containing a coloring material. 着色樹脂微粒子が色材を含有するポリマーコア及びポリマーシェルから成る着色樹脂微粒子であることを特徴とする請求項10に記載のインクジェット記録方法。The inkjet recording method according to claim 10, wherein the colored resin fine particles are colored resin fine particles comprising a polymer core and a polymer shell containing a coloring material. 記録液のゼータ電位が+10mV以上+90mV以下であることを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。The inkjet recording method according to any one of claims 8 to 11, wherein the zeta potential of the recording liquid is not less than +10 mV and not more than +90 mV.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006075451A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. White ink composition for inkjet recording
JP2013163322A (en) * 2012-02-10 2013-08-22 Hokuetsu Kishu Paper Co Ltd Void type glossy paper for inkjet recording

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