JP2005238539A - 情報用記録材料の製造方法及び情報記録材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の課題は、カーテン塗布する際、気泡等の混入、膜形成不良を起こさず、安定したカーテン膜を形成し、品質及び生産性等に優れる情報記録材料の製造方法及び情報記録材料を提供することにある。
【解決手段】 支持体に塗布液をカーテン塗布する情報記録用紙の製造方法において、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイド以上とそれ以外のアルキレンオキサイドを付加させた界面活性剤を含有する塗布液を、カーテン塗布することを特徴とする情報記録材料の製造方法及び情報記録材料。
Description
例えばインクジェット記録材料では、フルカラー化が容易なことや印字騒音が少ないことなどから近年急速に普及してきた。この方式はノズルから記録媒体に向けてインク液滴を高速で吐き出させるものであり、インク中に多量の溶媒を含む。従って、記録媒体としては速やかにインクを吸収する必要がある。また。最近のコンピュータやデジタルカメラの普及により、銀塩写真に近い画像が求められるようになってきている。そこでインクジェット記録材料には、高い発色性、解像度及び色再現性が必要となっている。更に用途の拡大に伴い、高光沢度や、印字画像の耐水性や耐光性などの、より高度な特性もインクジェット記録適性に求められてきている。
感熱記録材料は、計測用レコーダー、コンピュータの端末プリンター、ファクシミリ、自動券売機、バーコードラベルなど広範囲の分野に応用されているが、これら記録装置の多様化及び高性能化に伴い、感熱記録紙に対する要求品質も、より高度なものとなっている。例えば、記録の高速化に伴い、微小なエネルギーでも高濃度で鮮明な発色画像を得ることが要求されている。また、耐熱性、耐水性、耐油性及び耐可塑剤性といった保存性の優れた感熱記録紙も要求されている。
本発明においては、塗布液の表面張力を調整するため、前記塗布液中にテトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとそれ以外のアルキレンオキサイドを付加させた界面活性剤を含有させることにより、情報用記録材料の塗料との親和性が良好となり、良好なカーテン膜が形成でき、良好な品質が得られる。テトラ・メチル・デシン・ジオール付加させるエチレンオキサイド以外のアルキレンオキサイドとしては、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどがあげられる。エチレンオキサイドとそれ以外のオキサイドが付加するモル数としては2〜30モル好ましくは、4〜12モルである。エチレンオキサイドとそれ以外のオキサイドが付加する位置としては、5,8ジオールの位置に付加することが好ましい。特に、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイド付加させたものであり、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイドの付加モル比が1/9〜9/1ものがより安定したカーテン膜を形成することができる。更にエチレンオキサイド/プロピレンオキサイドの付加モル比が3/7〜7/3が好ましい。この界面活性剤 としては、例えば、以下の化学式のもの等が挙げられる。
この界面活性剤は、塗布液に顔料を含む場合、塗布液の顔料100重量部に対して0.01〜10重量部とするのが好ましく、より好ましくは0.1〜2.0重量部である。0.01重量部以下であると、表面張力が充分に低下せず、10重量部以上であると、表面張力が低下となり、支持体に染み込みやすく、印字性などに不具合が発生し、発泡が多くなる問題がある。なお、上記顔料は、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、加水ハロサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、二酸化チタン、酸化亜鉛、サチンホワイト等の無機顔料、プラスチックピグメント等の有機顔料などの塗工用顔料であって、これらの顔料を単独又は併用する。また、塗布液に顔料を含まない場合、塗布液の固形分重量当たり、0.01〜2.0重量%の界面活性剤を含有することが好ましく、より好ましくは、0.1〜1.0重量%含有することが好ましい。
カーテン塗布方式は、スライドカーテン法、スリットカーテン法、スロットカーテン法等の公知のものを採用することができる。生産性を向上させる点からは、同時に多層塗布できる多層スライドカーテン、別々のスリットから塗布液が、支持体に順次カーテン膜が形成されて塗布される多層カーテン塗布方式等が好ましい。
本発明において支持体とカーテンヘッドの高さとして、支持体の厚さの2倍以上か好ましく、さらに好ましくは支持体とカーテン高さとして、支持体の3倍以上が好ましい。
支持体とカーテンヘッドの高さとして、支持体の厚さの2倍以下の場合、支持体の幅及び流れの厚み変動や塗工マシンのテンション変動及び余剰の塗布液がカーテンヘッドに密着、塗工膜が不安定となるため好ましくない。また、本発明情報記録材料においては、塗布速度は、好ましくは500m/分以上、より好ましくは1000m/分以上、更に好ましくは1500m/分以上から2000m/分程度の高速においても、カーテン膜が安定しており、塗布品質も良好である。
カーテン塗布で形成される塗布層は、情報記録を行う記録層であってもよく、又、各種下地層(アンダーコート層等)や、上塗層(トップコート層等)であってもよい。又、これらの層を複数種含むものでもよい。上記記録層は、例えばインクジェット記録材料の場合はインク受理層であり、感熱記録材料の場合は、感熱発色層(又はこれに加え、オーバー層、中間層やアンダー層)である。記録層は、例えば、顔料、バインダー(接着剤)、所定の添加剤等を含有する。添加剤としては、例えばサイズ剤、消泡剤、色味調整剤、着色染料、着色顔料、蛍光染料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、耐水化剤、界面活性剤、湿潤紙力増強剤などを使用できる。支持体への塗布液の塗布量としては、片面当たり乾燥重量で2〜30g/m2が好ましく、より好ましくは3〜25g/m2である。
また、本発明においては、塗布液の物性、塗布条件を調整することことにより、塗布時の種々のトラブルを防止し、生産の安定性、塗布品質を向上することができる。
本発明の湿潤塗布層を乾燥させる方法としては、例えば蒸気加熱シリンダー、加熱熱風エアドライヤー、ガスヒータードライヤー、電気ヒータードライヤー、赤外線ヒータードライヤー、高周波ヒータードライヤー等各種の方法が単独または併用して用いられる。
本発明においては、各層を塗布する前にまたは塗布後にマシンカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置で表面処理することも可能である。特にソフトカレンダー処理する場合、ショア硬度Dで60〜90の範囲の弾性ロールを用いたソフトカレンダー装置を、線圧50〜200kgで使用することが好ましい。
(感熱記録用紙)
本実施形態の感熱記録用紙は、記録層として感熱発色層が設けられている。感熱発色層は従来公知の方法で形成すればよく、通常、有機顕色剤、塩基性無色染料、バインダー、顔料およびその他必要な添加剤を含有する感熱発色層塗布液を調整し、これを支持体上にカーテン塗布後、乾燥して形成される。
上記有機顕色剤、塩基性染料等は、ボールミル、アトライター、サンドグラインダーなどの粉砕機、あるいは適当な乳化装置によって数μm以下の粒子径になるまで微粒化し、これにバインダーを加え、さらに必要に応じて各種添加剤を加えて塗布液とする。
(インクジェット記録用紙)
本実施形態のインクジェット記録用紙は、記録層としてインク受理層が設けられている。インク受理層は、好ましくは顔料、接着剤及びカチオン系薬品を含有する。
インク受理層に使用される結着剤としては、酸化澱粉、エステル化澱粉等の澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリビニルピロリドン、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、スチレン−アクリル樹脂及びその誘導体、スチレン−ブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、塩化ビニルエマルジョン、ウレタンエマルジョン、アルキッドエマルジョン及びこれらの誘導体等が挙げられる。
結着剤の配合量は、顔料100重量部に対して、5重量部〜30重量部であることが好ましいが、必要な塗工層強度により、特に限定されるものではない。顔料として、上記コロイダルシリカを用いる場合、それ自体が結着力を有するため、他に結着剤の添加は必須ではないが、結着剤を添加してもよく、その時の配合量は、コロイダルシリカ100重量部に対し、10重量部以下が好ましい。
<支持体の作製>
支持体は、濾水度380mlのLBKP 85部と同500mlのNBKP 15部、填料としてタルク 15部、市販のロジン系サイズ剤 0.5部、市販のカチオン化でんぷん 0.3部、硫酸バンド 0.5部、及び、市販の紙力増強剤 0.1部を水に添加して0.8%のスラリーとした後、長網抄紙機を用い、坪量が105g/m2、厚さ90μmとなるように抄造した。
<インク受理層用塗布液Aの調整>
合成非晶質シリカ100重量部、ポリビニルアルコール30重量部、エチレン酢酸ビニル共重合体10重量部、スチレンブタジエンラテックス5重量部、インク定着剤8重量部、サイズ剤2重量部、消泡剤0.5重量部、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加させた界面活性剤0.5重量部(日信化学社製:サ−フィノ−ル2502)、希釈剤として水を使用し、固形分濃度20重量%になるように調整、塗布液Aとした。
<インク受理層用塗布液Bの調整>
コロイダルシリカ100重量部、インク定着剤10重量部、消泡剤0.05重量部、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加させた界面活性剤0.5重量部(日信化学社製:サ−フィノ−ル2502)、希釈剤として水を使用し、固形分20重量%になるように調整、塗布液Bとした。
<光沢層用塗布液Cの調製>
アクリル系樹脂光沢剤100重量部、ポリビニルアルコール3重量部、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加させた界面活性剤0.5重量部(日信化学社製:サ−フィノ−ル2502)、希釈剤として水を使用し、固形分15重量%になるように調整、塗布液Cとした。
[実施例1]
塗工の条件
支持体に塗布液Aを15g/m2になるようにスライドカーテンコーターにて塗布速度1700m/分で塗布・乾燥した。
次いで裏面に、モビニール747を100部及びステアリン酸カルシウム(ノプコート C104H)0.1部を含有するカール修正液を乾燥後の重量が0.5g/m2となるように塗布し、水分率が4.8%となるまで乾燥した後、ソフトカレンダー装置にて、線圧100kg/cmの条件で仕上げ表面処理を行い、インクジェット用記録用紙を得た。
[実施例2]
支持体に、塗布液A、B液を順次それぞれ15、2g/m2になるように別々のスリットから2種類の塗布液のカーテン膜を順次形成して塗布する多層カーテンコーターを用いて、塗布速度1700m/分で2層塗布した後、乾燥した以外、実施例1と同様に行い、インクジェット記録用紙を得た。
[実施例3]
塗布速度300m/分で塗布した以外は、実施例2と同様に行い、インクジェット記録用紙を得た。
[実施例4]
支持体に、塗布液A、B、C液を順次それぞれ15、2、2g/m2になるように、別々のスリットから3種類の塗布液のカーテン膜を順次形成して塗布する多層カーテンコーターを用いて、塗布速度1700m/分で3層塗布した後、乾燥した以外、実施例1と同様に行い、インクジェット記録用紙を得た。
[比較例1]
塗布液A、Bの界面活性剤として、2,4,7,9‐テトラメチル‐5‐デシン‐4,7‐ジオール50%、エチレングリコール50%の混合物(日信化学社製:サ−フィノ−ル104E)を0.5重量部添加した以外、実施例2と同様に行なった。
[比較例2]
塗布液A、Bの界面活性剤として、3、5ジメチル−1ヘキシン−3オール(日信化学社製サーフィノ−ル61)を0.5重量部添加した以外、実施例2と同様に行なった。
[比較例3]
塗布液A、Bの界面活性剤として、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドのみ付加した界面活性剤(日信化学社製サーフィノール420)を0.5重量部添加した以外、実施例2と同様に行なった。
以下に、得られた用紙の評価方法について記述する。表中の◎又は○の評価であれば実用上問題がないが、△以下の評価では実用上の問題がある。
(塗布液の物性評価)
上記塗布液A、B、Cの物性を、以下の項目について評価し、塗布液の物性は、表1に示した。
1)B型粘度
B型粘度計を用い、25℃で測定した。
2)ザ−ンカップ粘度
ザ−ンカップ(NO.3)を用い、カップ下穴から塗布液を落下させ、カップ内の液がなくなるまでの時間を測定した。
3)延性
ザ−ンカップ粘度測定において、カップ下穴から落下する液が切れたとき、切れるまでの液の長さを測定した。
カーテンコーターを用い、300,1700m/minの速度で塗布した時の、塗布膜(自由落下している膜)の安定度(膜切れ、消泡効果、基材とのハジキ等)を目視評価した。
(発色濃度)
セイコーエプソン社製のインクジェットプリンターPM-750Cを用いて、表計算ソフト『エクセル』で黒(BK)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄色(Y)のベタ画像を作製し、プリンター添付のプリンタードライバーの設定を、印字品質についてはスーパーファイン、用紙については専用光沢紙をそれぞれ選択してプリントアウトした。恒温恒湿室にて一日間放置した後、マクベス濃度計(RD915、Macbeth社製)を用いて各色の印字濃度を測定し、その平均値を平均濃度とした。
(評価基準)
◎:平均濃度が1.8以上である
○:平均濃度が1.7以上〜1.8未満の範囲である
△:平均濃度が1.6以上〜1.7未満の範囲である
×:平均濃度が1.6未満である
(真円性)
発色濃度と同様にしてグレー色の画像を印字し、顕微鏡にて250倍に拡大したドットの形状を、目視により以下の基準で評価した。
◎:輪郭がほぼ真円に近い
○:輪郭はなめらかであり、形もほぼ円形である
△:輪郭が乱れかつ円というよりむしろ楕円形である
×:輪郭がぎざぎざで円とは言い難い
(インク吸収性)
マゼンタとグリーンのベタ画像が隣接するパターンを印字し、その境界部分の滲み(ブリード)を下記の基準にて目視によって評価した。マゼンタとグリーンで生じる境界にじみ部は黒色になるため、より厳密な評価ができる。
◎:境界部で滲みが全く認められない
○:境界部で滲みがほとんど認められない
△:境界部で滲みがやや認めらる
×:境界部で滲みが著しく認められる
表2に結果を示した。
(感熱記録紙の製造)
塗布液D
焼成カオリン100重量部、スチレンブタジエン共重合体ラテックス(固形分48%)11部、10%ポリビニルアルコール水溶液10部、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加させた界面活性剤0.5重量部(日信化学社製:サ−フィノ−ル2502)水150部を配合し、調製し、塗布液Dした。
まず、以下の顕色剤分散液、染料分散液、及び増感剤分散液を調製し、それぞれサンドグラインダーで平均粒子径1ミクロンまで磨砕した。次に、顕色剤分散液36.0部、染料分散液9.2部、増感剤分散液36.0部、及びカオリンクレー(50%分散液)12.0部、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加させた界面活性剤(日信化学社製:サ−フィノ−ル2502)を0.5重量部配合し、塗布液Eとした。
4−ヒドロキシ−4’−イソプロポキシジフェニルスルホン6.0部、10%ポリビニルアルコール水溶液 18.8部、水11.2部を配合した。
3−ジ(n−ブチル)アミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン2.0部、10%ポリビニルアルコール水溶液4.6部、水2.6部を配合した。
パラベンジルビフェニル6.0部、10%ポリビニルアルコール水溶液18.8部、水11.2部を配合した。
[実施例5] 支持体に、塗布液D、E液を順次それぞれ8、2g/m2になるように、2種類の塗布液をそれぞれ別々のスリットからカーテン膜を順次形成して塗布する多層カーテンコーターを用いて塗布速度1700m/分で2層塗布した後、乾燥して感熱記録用紙を得た。
[比較例4]
塗布液D、Eの界面活性剤として、2,4,7,9‐テトラメチル‐5‐デシン‐4,7‐ジオール50%、エチレングリコール50%の混合物(日信化学社製:サ−フィノ−ル104E)を0.5重量部添加した以外、実施例5と同様に行なった。
[比較例5]
塗布液D、Eの界面活性剤として、3、5ジメチル−1ヘキシン−3オール(日信化学社製サーフィノ−ル61)をを0.5重量部添加した以外、実施例5と同様に行なった。
(塗布液の物性評価)
上記塗布液D,Eの特性を、以下の項目について評価し、塗布液の物性は、表1に示した。
1)B型粘度
B型粘度計を用い、25℃で測定した。
2)ザ−ンカップ粘度
ザ−ンカップ(NO.3)を用い、カップ下穴から塗布液を落下させ、カップ内の液がなくなるまでの時間を測定した。
3)延性
ザ−ンカップ粘度測定において、カップ下穴から落下する液が切れたとき、切れるまでの液の長さを測定した。
(カーテン膜の安定性)
カーテンコーターを用い、1700m/minの速度で塗布した時の、塗布膜(自由落下している膜)の安定度(膜切れ、消泡効果、基材とのハジキ等)を目視評価した。
(感熱記録の印字評価)
1)感熱印字性(動的発色濃度)
感熱記録紙印字試験機(大倉電気社製のTH−PMD、京セラ社製サーマルヘッドを装着)を用い、印加エネルギー0.41mJ/dotで上記記録用紙に印字した。記録部の記録濃度は、マクベス濃度計(RD−914、アンバーフィルター使用)で測定した。
2)印刷適性の評価
東洋インキ社製UVインキ0.5mLを用い、上記記録用紙を幅3cm、長さ20cmに切り出した試験片に対してRI印刷を行ない、目視評価により、感熱記録用紙への普通印刷適性を評価した。
△:やや白抜けが発生し、印刷適性がやや不良である
×:白抜けが多く発生し、感熱記録媒体への印刷が困難である
表3に結果を示した。
Claims (3)
- 支持体に塗布液を塗布する情報用記録材料の製造方法において、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとそれ以外のアルキレンオキサイドを付加させた界面活性剤を含有する塗布液をカーテン塗布することを特徴とする情報用記録材料の製造方法。
- 前記塗布液における界面活性剤としてテトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加させたものであり、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイドのモル比が1/9〜9/1であることを特徴とする請求項1に記載の情報用記録材料の製造方法。
- 支持体に塗布層を有する情報用記録材料において、テトラ・メチル・デシン・ジオールにエチレンオキサイドとそれ以外のアルキレンオキサイドを付加させた界面活性剤を含有する塗布層であることを特徴とする情報用記録材料。
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