JP2005520720A - コロイド状シリカ含有コーティング用組成物およびこれから製造した光沢のあるインクジェット記録用シート - Google Patents

Abstract

比較的低アルカリのカチオン性コロイド状シリカを含んで成るコーティング用組成物そしてこのコーティングを用いて生じさせたインクジェット記録用シートを記述する。このコーティングは結合剤とカチオン性コロイド状シリカ、好適には約１から約３００ナノメートルの範囲の平均粒径を有しかつアルカリ金属に対する固体の比率が少なくともＡＷ（−０．０１３ＳＳＡ＋９）［ここで、ＡＷはコロイド状シリカに存在するアルカリ金属の原子量であり、そしてＳＳＡはシリカの比表面積である］の合計であるカチオン性コロイド状シリカを含んで成る。コロイド状シリカのアルカリ金属、例えばナトリウムなどの含有量を低くしておくとそのようなコロイド状シリカを通常のインクジェット記録用シート支持体に付着させることで生じさせた塗膜は結合剤固体に対するシリカ固体の比率を比較的高くして１：１以上にした時でも６０゜で少なくとも３０の反射光沢を示すことを見いだした。

Description

本発明は被覆されたインクジェット記録用シート（ｃｏａｔｅｄ ｉｎｋ ｊｅｔ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｓｈｅｅｔｓ）およびこれを生じさせる時に用いるコーティング用組成物（ｃｏａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）に関する。本発明は、詳細には、良好な印刷特性を示す光沢のあるインクジェット記録用シートを生じさせる時に用いるに適したコーティング用組成物に関する。

インクジェット印刷方法は良く知られている。このようなシステムでは、インクの滴を記録用シート、例えば紙などの上にいろいろな密度および速度で発射する。多色インクジェットシステムを用いる場合、その過程でいろいろな特性と吸収速度を示す多種多様な色のインクを非常に密接した状態で発射する。実際、そのような多色システムは写真画像を模擬した画像を与えるように設計されていることから、そのような画像には高い解像度と色域が要求される。従って、インクジェット記録用シートは、高密度、即ち付着する色が明るくて奇麗であるような容量のインクを迅速な乾燥が起こる速度で吸収、即ちインクが流れ出すこともにじむこともないように結果として滑らかな画像がもたらされる様式で吸収する能力を有するべきである。

このような目標を満足させようとして、紙用コーティング（ｐａｐｅｒ ｃｏａｔｉｎｇｓ）に高間隙率の顔料、例えば多孔質シリカなどを混合することが行われてきた。シリカが基になったコーティングシステムは印刷目標を満足させる点では成功であった。しかしながら、前記特性を得るのは困難でありかつ伝統的な写真システムで典型的に見られるつや消しではない、即ち光沢のある仕上げを生じさせるのは困難であった。上述した多孔質顔料が有する間隙率は典型的に１ｃｃ／ｇ以上でありかつ平均粒径は１ミクロン以上である。粒子サイズおよび間隙率がそのようであると仕上げされた塗膜表面の粗さが大きく、それによって入射光がそれる結果として散乱することで塗膜のつやがなくなってしまう。

そのような塗膜の光沢を向上させようとして、上述した多孔質顔料から生じさせたインク受け入れ層の上に２番目の光沢層を与えることが行われている。そのような上部層の調製は、固有の光沢を持つ結合剤システム（ｂｉｎｄｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いるか或は結合剤と大きさがずっと小さい無機酸化物粒子、例えば通常のコロイド状シリカを含んで成る層を用いて行われている。後者のアプローチにおけるコロイド状シリカは上部塗膜のインク受け入れ性質を向上させる傾向があるが、表面に変形をもたらすほどの大きさではない。しかしながら、そのようなコロイド状粒子は濃度が高いと凝集する傾向があり、それによって上部層に不完全さと表面粗さがもたらされることで、光沢が低下してしまう。従って、そのようなアプローチを用いる時には使用濃度をより低くする（即ち結合剤固体に対するコロイド固体の比率を低くする）ことが行われている。

従って、印刷性が更に向上するようにそのような上部層に入れる固体状無機酸化物の量を多くすることができれば、これは極めて望ましいことである。実際、コロイドの固体と結合剤の固体の比率が少なくとも１：１の塗膜層を用いることができるようになれば、これは望ましいことであり、コロイドと結合剤の比率が４：１の如く高いと同時に満足される光沢を達成する塗膜を用いることができるようになれば、更により好適である。

その上、インクジェット用紙用のコーティングシステムは、しばしば、全体としてカチオン電荷を持つように設計されている。インクジェット方法で用いられるインクの多くは負電荷を有し、従って、インクが固着するようにコーティング用成分に反対の電荷を持たせるのが望ましい。コロイド状アルミニウムは正電荷を有することから、その目的でコーティング用顔料として幅広く用いられている。また、カチオン性染料固着用成分（ｃａｔｉｏｎｉｃ ｄｙｅ ｆｉｘｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）およびカチオン性結合剤も用いられている。実際、そのような後者のカチオン帯電材料を存在させる場合、一般に、コーティングに存在させる顔料成分がカチオン性または少なくとも非イオン性であることが要求される。そのようにしないと、コーティングの中の材料が凝集する傾向があり、それによって表面に不完全さが作り出されることで光沢が低下してしまう。

従って、カチオン性シリカの固体含有量が比較的高い塗膜層を生じさせることができるようになれば、これは望ましいことであり、これが本発明の目的である。

（発明の要約）
本発明は、支持体とこれの上に位置する少なくとも１層の塗膜層を含んで成るインクジェット記録用シートを提供し、ここでは、前記少なくとも１層の塗膜層が（ａ）６０゜で少なくとも３０の鏡面光沢（ｓｐｅｃｕｌａｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｇｌｏｓｓ）を示すようにするが、これに、（ｂ）アルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくともＡＷ（−０．０１３ＳＳＡ＋９）［ここで、ＡＷはアルカリ金属の原子量であり、そしてＳＳＡはコロイド状シリカの比表面積である］の合計であるカチオン性コロイド状シリカおよび（ｃ）結合剤を含有させて、前記コロイド状シリカの固体と結合剤の固体を少なくとも１：１の重量比で存在させる。

好適には、前記コロイド状シリカの固体と前記結合剤の固体の比率を約６：４から約４：１の範囲にする。

好適には、前記コロイド状シリカが有するアルカリ金属イオンに対するシリカ固体の比率が少なくとも１５０であるようにする。

好適には、前記コロイド状シリカに約１から約３００ナノメートルの範囲の平均粒径を持たせる。

更により好適には、前記アルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくとも−０．３０ＳＳＡ＋２０７の合計であるようにし、そして前記アルカリ金属はナトリウムである。

本発明の目的は、また、コーティング用組成物であり、これに、（ａ）アルカリ金属に対する固体の比率が少なくともＡＷ（−０．０１３ＳＳＡ＋９）［ここで、ＡＷはアルカリ金属の原子量であり、そしてＳＳＡはコロイド状シリカの比表面積である］の合計であるカチオン性コロイド状シリカおよび（ｂ）結合剤を含有させて、（ａ）のシリカ固体と（ｂ）の結合剤固体を少なくとも１：１の重量比で存在させる。

好適には、このコーティングが含有する（ａ）のシリカ固体と（ｂ）の結合剤固体の比率が約６：４から約４：１の範囲になるようにする。

好適には、前記コロイド状シリカが有するアルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくとも１５０であるようにする。

好適には、前記コロイド状シリカに約１から約３００ナノメートルの平均粒径を持たせる。

より好適には、前記アルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくとも−０．３０ＳＳＡ＋２０７の合計であるようにし、そして前記アルカリ金属はナトリウムである。

更により好適には、前記コロイド状シリカが１５から１００ｎｍの範囲の中央粒径（ｍｅｄｉａｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ）を示しかつ粒子の少なくとも８０％が少なくとも３０ナノメートルから約７０ナノメートル以下の大きさの範囲（ｓｐａｎ）内にあるような粒径分布を示すようにする。

カチオン性コロイド状シリカが有するアルカリ金属、例えばナトリウムなどの量を比較的低くすると固体含有量を比較的高くした時にも凝集しないコロイド状シリカがもたらされ、それによって、塗膜表面の変形およびつやのない度合が低くなることを見いだした。
（発明の詳細な説明）
用語「コロイド状シリカ」または「コロイド状シリカゾル」は、分散液またはゾルに由来する粒子を意味し、その粒子は比較的長時間に渡って分散液から沈降しない。そのような粒子の大きさは典型的に１ミクロン未満である。平均粒径が約１から約３００ナノメートルの範囲のコロイド状シリカおよびこれの製造方法は本技術分野で良く知られている。米国特許第２，２４４，３２５号、２，５７４，９０２号、２，５７７，４８４号、２，５７７，４８５号、２，６３１，１３４号、２，７５０，３４５号、２，８９２，７９７号、３，０１２，９７２号および３，４４０，１７４号（これらの内容は引用することによって本明細書に組み入れられる）を参照のこと。本発明では、平均粒径が５から１００ナノメートルの範囲のコロイド状シリカがより好適である。コロイド状シリカが示す表面積（ＢＥＴで測定した時の）は９から約２７００ｍ^２／ｇの範囲であり得る。

本発明で用いるに特に適したコロイド状シリカは、多分散コロイド状シリカとして知られるコロイド状シリカである。本明細書では、中央粒径が１５−１００ｎｍの範囲で比較的大きな分布範囲の粒径分布を示す粒子の分散液を意味するとして「多分散」を定義する。好適な分布は、粒子の８０％が少なくとも３０ナノメートルから７０ナノメートル以下の範囲の大きさであり得るような分布である。そのような８０％の範囲は、以下に記述するＴＥＭが基になった粒子サイズ測定法を用いて得たｄ_９０粒子サイズからｄ_１０粒子サイズを引くことで測定した範囲である。この範囲をまた「８０％スパン（ｓｐａｎ）」とも呼ぶ。１つの態様の多分散粒子が示す粒径分布は、中央粒径より小さいサイズの方に向かって非対称的である。その結果として、その分布は、この分布の面積の点でピークと中央粒径より大きな粒子サイズの「尾」を有する（図１を参照）。粒子の８０％を包含する範囲（スパン）の粒子サイズの下限と上限はそれぞれ中央粒径から−１１％から−７０％および１１０％から１６０％であり得る。特に適切な多分散シリカが示す中央粒径は２０から３０ナノメートルの範囲でありかつ粒子の８０％の大きさが１０から５０ナノメートルの範囲、即ちその分布の８０％が入る範囲は４０ナノメートルの範囲である。

コロイド状シリカゾルは大部分がアルカリを含有する。このアルカリは一般に周期律表のＩＡ族に属するアルカリ金属の水酸化物（リチウム、ナトリウム、カリウムなどの水酸化物）である。市販のコロイド状シリカゾルは大部分が水酸化ナトリウムを含有し、これは少なくともある程度ではあるが当該コロイド状シリカを製造する時に用いられたケイ酸ナトリウムに由来するものであるが、また、そのゾルがゲル化しないようにそれを安定にする目的で水酸化ナトリウムが添加されることもあり得る。

一般的に言って、コロイド状シリカは、シリカの表面に存在するシラノール基からプロトンが失われる結果として正味負電荷を有し、従ってアニオン性である。本発明の目的で、コロイド状シリカが正味の正電荷を持つようにアニオン性のコロイド状シリカに物理的被覆または化学的処理を受けさせた場合のコロイド状シリカもカチオン性であると見なす。従って、カチオン性シリカには、シリカの表面がカチオン性官能基、例えば金属イオン、例えばアルミニウムイオンまたはアンモニウムカチオンなどを正味の電荷が正であるに充分な数で含有するコロイド状シリカが含まれる。

数種のカチオン性コロイド状シリカが公知である。そのようなカチオン性コロイド状シリカが米国特許第３，００７，８７８号（これの内容は引用することによって本明細書に組み入れられる）に記述されている。簡単に述べると、濃密なコロイド状シリカゾルを三価もしくは四価金属の塩基性塩に接触させることでそのゾルに安定化そして更にまた被覆も受けさせる。そのような三価金属はアルミニウム、クロム、ガリウム、インジウムまたはタリウムであってもよく、そして四価金属はチタン、ゲルマニウム、ジルコニウム、第二錫、セリウム、ハフニウムおよびトリウムであってもよい。アルミニウムが好適である。

ヒドロキシルイオン以外のそのような多価金属塩の中のアニオンを、水に溶解する塩が生じるように選択する。塩がヒドロキシル以外の一価アニオンを有することを本明細書で言及する場合、その意図は塩からヒドロキシルを排除することを意図するものでなく、塩が含有するヒドロキシルに加えて別のアニオンが存在することを示すことを意図するものであることは理解されるであろう。従って、あらゆる塩基性塩が含まれるが、但しそれらが水溶性でありかつ本明細書の以下に記述する如き必要なイオン関係をもたらし得ることを条件とする。

正帯電したシリカのコロイド状ゾルの調製を好適にはアルミナをコロイド状シリカ粒子の表面に付着させることで行う。これは、負帯電シリカのアクアゾル（ａｑｕａｓｏｌ）に塩基性アルミニウム塩、例えば塩基性酢酸アルミニウム、または塩基性アルミニウムなどによる処理を受けさせることで達成可能である。そのような正帯電シリカゾルを生じさせる方法がＭｏｏｒｅの米国特許第３，６２０，９７８号、Ｍｏｏｒｅの米国特許第３，９５６，１７１号、Ｍｏｏｒｅの米国特許第３，７１９，６０７号、Ｍｏｏｒｅの米国特許第３，７４５，１２６号およびＢｅｒｇｎａの米国特許第４，２１７，２４０号（これらは全部引用することによって本明細書に組み入れられる）に開示されている。そのようなアルミニウムによる処理を受けさせると結果としてコロイド状粒子の表面の所のアルミニウム：シリカの比率が約１：１９から約４：１の範囲になる。本明細書で用いるにはアルミニウム：表面シリカの比率を約１：２から約２：１にするのが好適である。ｐＨを若干酸性にすると前記ゾルが安定になるが、これは、酸、例えば酢酸などを少量添加するか或は前記ゾルを強酸性イオン交換樹脂の床に通すことで達成可能である。

この上に示したように、本発明のカチオン性コロイド状シリカゾルでは、アルカリ金属イオンの濃度を市販のコロイド状シリカゾルのそれよりも若干低くする。アルカリの濃度が低いことは、式１に示すように、コロイド状シリカゾルのナトリウムに対するシリカ固体の重量比を計算することで示すことができる。図２に、下記の式：
式１． ＳｉＯ_２／アルカリ金属≧ＡＷ（−０．０１３＊ＳＳＡ＋９）
を用いて、コロイド状シリカゾルを用いると満足される光沢を得ることができることを示す。前記ＳｉＯ_２／アルカリ金属はコロイド状シリカゾルに入っているシリカの固体とアルカリ金属の重量比である。ＡＷはアルカリ金属の原子量であり、例えばリチウムの場合には６．９であり、ナトリウムの場合には２３でありそしてカリウムの場合には３９であり、そしてＳＳＡはコロイド状シリカの粒子が有する比表面積［１グラム当たりの平方メートル（ｍ^２／ｇ）の単位で表される］である。アルカリ金属がナトリウムの時にはＳｉＯ_２／アルカリ金属比が少なくとも−０．３０ＳＳＡ＋２０７の合計であるようにする。

そのような低アルカリのカチオン性コロイド状シリカの調製は、それに脱イオンをコロイド状シリカのシリカ固体とアルカリ金属の比率が式１に示した比率になるような度合まで受けさせることで実施可能である。「脱イオン」は、いずれかの金属イオン、例えばアルカリ金属イオン、例えばナトリウムなどがコロイド状シリカの溶液から除去されることを意味する。アルカリ金属イオンを除去する方法は良く知られており、それには、適切なイオン交換樹脂を用いたイオン交換（米国特許第２，５７７，４８４号および２，５７７，４８５号）、透析（米国特許第２，７７３，０２８号）および電気透析（米国特許第３，９６９，２６６号）が含まれる。

以下に示すように、そのようなコロイド状シリカを通常のコーティング結合剤（ｃｏａｔｉｎｇ ｂｉｎｄｅｒｓ）に混合してもよい。そのような結合剤はコロイド状シリカを結合させかつ膜を形成する作用を示すばかりでなく、また、光沢を与える層と基質または光沢層と基質の間に位置する中間的インク受け入れ層のいずれかの間の接触面に接着性も与える。

本発明では特にカチオン性結合剤および非イオン性結合剤が適切である。適切な結合剤には、これらに限定するものでないが、カチオン性官能基を有するスチレン−ブタジエンもしくはスチレン−アクリレート共重合体および／またはカチオン性ポリ酢酸ビニル、カチオン性ポリビニルアルコールまたはこれらの共重合体が含まれる。

その上、そのような結合剤を天然および分解させたグアー、澱粉、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、蛋白質およびカチオン形態で存在するポリビニルアルコールの群から選択することも可能である。蛋白質は両性であることからそれらもまた適切である。

水に溶解するカチオン性結合剤の具体例には、例えばジエチルアミノエチル化澱粉、トリメチルエチルアンモニウムクロライド変性澱粉、およびジエチルアミノエチルアンモニウム−メチルクロライド塩変性澱粉、およびカチオン変性アクリル酸エステル共重合体が含まれる。

水に溶解する適切な非イオン性結合剤には、これらに限定するものでないが、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、デキストリン、プルラン（ｐｌｕｒａｎ）、澱粉、アラビアゴム、デキストラン、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミドおよびポリプロピレングリコールが含まれる。

水に不溶または水に難溶なカチオン性もしくは非イオン性結合剤（水性乳液の形態）には、これらに限定するものでないが、アクリル系およびメタアクリル系共重合体樹脂、例えばメタアクリル酸メチル−アクリル酸ブチル共重合体樹脂、メタアクリル酸メチル−アクリル酸エチル共重合体樹脂、メタアクリル酸メチル−アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体樹脂、メタアクリル酸メチル−アクリル酸メチル共重合体樹脂、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体樹脂、スチレン−アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体樹脂、スチレン−アクリル酸エチル共重合体樹脂、スチレン−アクリル酸メチル共重合体樹脂、メタアクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸ブチル共重合体樹脂、メタアクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体樹脂、メタアクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸エチル共重合体樹脂、メタアクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸メチル共重合体樹脂、メタアクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸エチル共重合体樹脂、スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル共重合体樹脂およびスチレン−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体樹脂が含まれる。

他の適切な結合剤には、カゼイン、ゼラチン、無水マレイン酸樹脂、共役ジエン型共重合体ラテックス、例えばビニル型重合体ラテックス、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体など、合成樹脂型結合剤、例えばポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラールまたはアルキド樹脂などが含まれる。

通常のブレンダーおよびミキサーを用いて前記結合剤を前記コロイド状シリカと一緒にしてもよい。これらの成分を一緒にした後、周囲条件下で混合してもよい。

コーティングの中にコロイド状シリカの固体と結合剤の固体を比較的高い比率で存在させるのが望ましい。特定の態様では結合剤に対するシリカの比率を高くすると印刷性が良好になるばかりでなく完成したインク受け入れコーティングシートに有利な機械的特性が与えられることを見いだした。特にコロイド状シリカと結合剤の固体を少なくとも１：１、より好適には６：４から４：１の重量比で存在させるのが望ましい。この比率は９．９：１の如く高くてもよい。コロイド状シリカと結合剤の固体の比率を本明細書ではまた顔料と結合剤の比率とも呼ぶ。

また、本発明のコーティング用組成物に追加的成分を含有させるのも望ましい可能性がある。本発明のコーティングに下記の中の１種以上を含有させてもよい：分散剤、増粘剤、流動性向上剤、消泡剤、泡抑制剤、剥離剤、発泡剤、浸透剤、着色用染料、着色用顔料、蛍光光沢剤（ｂｒｉｇｈｔｅｎｅｒ）、紫外線吸収剤、抗酸化剤、防腐剤、灰防止剤、防水剤および湿潤強度剤（ｗｅｔ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｇｅｎｔ）。

カチオン性媒染剤が好適な添加剤である。適切な媒染剤の例には、これらに限定するものでないが、高分子量の第四級アンモニウム化合物、または塩基性重合体、例えばポリ（ジメチルアミノエチル）−メタアクリレート、ポリアルキレンポリアミン、およびそれとジシアノジアミドの縮合生成物、アミン−エピクロロヒドリン重縮合物など、レシチンおよび燐脂質化合物が含まれる。そのような媒染剤の具体例には下記が含まれる：ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド／エチレングリコールジメタアクリレート、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）、ポリ（２−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム）エチルメタアクリレートメトスルフェート、ポリ（３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム）プロピルメタアクリレートクロライド、ビニルピロリジノンとビニル（Ｎ−メチルイミダゾリウムクロライドの共重合体、および３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム）プロピルクロライドにより変性された（ｄｅｒｉｖａｔｉｚｅｄ）ヒドロキシエチルセルロース。好適な態様におけるカチオン性媒染剤は第四級アンモニウム化合物である。

本発明で使用可能な媒染剤は、意図した目的に有効な如何なる量でも使用可能である。一般的には、そのような媒染剤をコーティング配合全体の約０．１−１０重量％の量で存在させると良好な結果が得られる。特に結合剤が非イオン性の時にそのような媒染剤が好適である。

そのようなアルカリ金属含有量が比較的低いカチオン性コロイド状シリカの一部を他の１種以上のコロイド状材料、例えばアルカリ金属含有量がより高い材料などで置き換えることも可能であるが、但しそのようなコロイド状シリカと他の材料の組み合わせに存在するアルカリの総量がアルカリ金属に対するシリカ固体の比率が式１に示す比率であるような量であることと、そのような量の前記コロイド状材料が完成塗膜で望まれる全体としてのカチオン性質も光沢も悪化させないことを条件とする。そのような他のコロイド状材料はシリカばかりでなくシリカ以外の無機酸化物、例えばチタニア、ジルコニアなどであってもよい。そのような追加的無機酸化物のコロイド状粒子は充填材および／または追加的顔料として添加可能である。

本発明の塗膜は、ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ測定装置に従い、６０゜で少なくとも３０の光沢を示す。本発明に従う好適な塗膜は、コロイド状シリカと結合剤の比率を６：４にした時に少なくとも８０の光沢を示し、そしてコロイド状シリカと結合剤の比率を４：１にした時に少なくとも５０、好適には少なくとも７０の光沢を示す。更により好適な塗膜は、コロイド状シリカと結合剤の比率を４：１にした時に少なくとも９０の光沢を示す。

本発明のインク記録用シートを調製する時に用いるに適した支持体は、本技術分野で典型的に用いられる支持体であり得る。適切な支持体には、重量が約４０から約３００ｇ／ｍ^２の範囲の支持体が含まれる。そのような支持体は、いろいろな方法および機械、例えばＦｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒ抄紙機、円網抄紙機またはツインワイヤー（ｔｗｉｎ ｗｉｒｅ）抄紙機などを用いて作られた原紙であってもよい。このような支持体の主成分、即ち通常の顔料と木材パルプ（これには例えば化学パルプ、機械パルプおよび古紙パルプが含まれる）をいろいろな添加剤（これには結合剤、サイジンジ剤、固着剤、収率向上剤、カチオン剤および紙強度向上剤が含まれる）の中の少なくとも１種と一緒に混合することで支持体の調製を行う。他の支持体には透明な基質、布などが含まれる。

更に、そのような支持体はまた澱粉またはポリビニルアルコールを用いて作られたサイズプレスされた紙シート（ｓｉｚｅ−ｐｒｅｓｓｅｄ ｐａｐｅｒ ｓｈｅｅｔｓ）であってもよい。この支持体はまた上にアンカーコート層（ａｎｃｈｏｒ ｃｏａｔ ｌａｙｅｒ）が位置する支持体、例えば原紙の上に予備的塗膜層が既に与えられている紙などであってもよい。また、本発明のコーティングを付着させる前の原紙にインク受け入れ層を塗布しておくことも可能である。

コロイド状シリカと結合剤と任意の添加剤を含んで成るコーティングを付着させる時、これは当該支持体を調製しながらオンラインでか或は当該支持体を完成させた後にオフラインで付着させてもよい。通常のコーティング技術、例えばエアナイフコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティング、バーコーティング、カーテンコーティング、ダイコーティング、および定量サイズプレス（ｍｅｔｅｒｅｄ ｓｉｚｅ ｐｒｅｓｓ）を用いる方法などを用いてコーティングを付着させることができる。その結果として生じた塗膜を周囲の室温、熱風乾燥方法、加熱表面接触乾燥または輻射乾燥で乾燥させてもよい。典型的には、本発明のコーティング用組成物と任意の中間層を１から５０ｇ／ｍ^２の範囲、より典型的には２から２０ｇ／ｍ^２の範囲で付着させる。

以下の実施例に、本質的に支持体と本発明の１つの層を用いて良好な印刷性を示す光沢のあるインクジェット記録用シートを調製することができることを示す。しかしながら、ある場合には、最終的シートが示す印刷性を向上させる目的でインク受け入れ層である別の層を本発明の光沢供与層（ｇｌｏｓｓ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｌａｙｅｒ）と支持体の間に位置させるのが望ましい可能性がある。例えば、完成インクジェット記録用シートの印刷性が向上するように、好適には、特定の脱イオンを受けたコロイド状シリカで被覆したシートの光沢層と基質の間に個別のインク受け入れコーティングを含めてもよい。

適切なインク受け入れ層は米国特許第５，５７６，０８８号（これの内容は引用することによって本明細書に組み入れられる）に示されている如きインク受け入れ層である。簡単に述べると、適切なインク受け入れ層は、結合剤、例えばこの上に挙げた水溶性結合剤とインク受け入れ顔料（ｉｎｋ ｒｅｃｅｐｔｉｖｅ ｐｉｇｍｅｎｔ）を含んで成る。そのような顔料には、白色無機顔料、例えば軽炭酸カルシウム、重炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、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、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチン白、ケイ酸アルミニウム、ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイド状シリカ、アルミナ、コロイド状アルミナ、シュードベーマイト（ｐｓｅｕｄｏ ｂｏｅｈｍｉｔｅ）、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、ハロイサイト加水分解物または水酸化マグネシウムなど、または有機顔料、例えばスチレン型プラスチック顔料、アクリル系プラスチック顔料、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂またはメラミン樹脂などが含まれる。インク受け入れ層に適した顔料は、平均粒径（光散乱で測定）が０．５から３．０ミクロンで細孔容積［窒素多孔度測定機（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｒｙ）で測定した時の］が０．５から３．０ｃｃ／ｇの範囲、好適には細孔容積が１．０から２．０ｃｃ／ｇの範囲の顔料である。高いインク吸収性を示すインクジェット記録用シートを得ようとする時には、インク受け入れ層に入れる顔料が含有する粒子の少なくとも３０体積％が少なくとも１．０μｍの粒子サイズを持つようにするのが好適である。

この上に示した明細書に本発明の好適な態様および実施様式を記述してきた。しかしながら、本明細書で保護することを意図する発明をその開示した個々の態様に限定するとして解釈されるべきでない、と言うのは、それらは限定ではなく説明として見なされるべきであるからである。従って、本分野の技術者は本発明の精神から逸脱せずに変更および変形を成すことができる。

その上、個々の組の特性、条件、物理的状態またはパーセントなどを表す数値の範囲を本明細書または請求の範囲に示す場合、如何なる範囲に関しても、文字通り、その示した範囲内に入る如何なる数［前記範囲内に入る如何なる小集団範囲の数も包含］も明らかにその範囲内に入ることを意図する。
（説明的実施例）
以下に挙げそして／またはこの上に示したパラメーターは以下に示す如く測定したパラメーターである。

平均粒径は、特に明記しない限り、式ＳＳＡ＝３１００／ｄ_ｎ［式中、ｄ_ｎは平均粒径であり、そしてＳＳＡは以下に定義する比表面積である］で決定される数平均粒径である。

中央粒径は、電子顕微鏡（ＴＥＭ）で測定した数加重中央値（ｎｕｍｂｅｒ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｍｅｄｉａｎ）である。

光沢は、ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒミクロ−ＴＲＩ−グロス装置（透明なフィルムを用いて較正を受けさせておいた）を用いて測定した光沢である。６０゜幾何（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を用いて光沢値を測定した。

アルカリ金属（例えばＮａ）の含有量は、誘導結合プラズマ−原子発光（ＩＣＰ−ＡＥＳ）分光測定技術を用いて測定したアルカリ金属イオン含有量を基にした重量パーセントである。この技術を適用するに先立って最初にサンプルをフッ化水素酸と硝酸（３０／７０の重量比）に周囲条件、例えば２５℃において７５％の相対湿度で溶解させる。測定を行う前に前記サンプルを１６時間溶解させたままにしておいた。

シリカ固体含有量は、Ｏｈａｕｓ炉を用いて２０５℃で測定した含有量であり、６０秒間のサンプル重量変化が０．０１ｇ未満になった時が固体量測定終点である。

比表面積では、Ｇ．Ｗ．Ｓｅａｒｓ，Ｊｒ．、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２８巻、１９８１頁（１９５６）に示されているように、窒素吸着による滴定方法を表面積と相互に関係付ける。

（比較）
Ｍａｒｔｏｘｉｎ（商標）ＧＬ３（ＳＳＡ＝３３２ｍ^２／ｇ）であるアルミナに解膠を製造業者の手順に従って受けさせた。Ｍａｒｔｏｘｉｎ（商標）ＧＬ３粉末を脱イオン（ＤＩ）水に固体濃度が１５％になるように添加して５分間撹拌した。次に、酢酸を用いてｐＨを４．５に調整し、スラリーを更に１０分間撹拌した。最後に酢酸を用いてｐＨを再び４．５に調整した。この上で調製したコロイド状アルミナスラリーをビーカーに２１．０１５ｇ（１５重量％）入れた。これにＡｉｒｖｏｌ（商標）５２３（１５．５重量％の溶液）であるポリビニルアルコールを４．８５ｇ加えた。次に、この混合物に０．１９ｇのＡｇｅｆｌｏｃ（商標）Ｂ５０染料媒染剤（５０重量％）を０．７６８ｇの脱イオン水で希釈して加えた。番号８のロッドが用いられているＴＭＩコーター［Ｋコントロールコーター（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏａｔｅｒ）］を用いて、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．のＭｅｌｉｎｅｘ（商標）５３４ポリエステルである不透明な白色フィルムを前記の結果として得た調合物で１００ミクロンの湿った状態の膜として覆った。その得た塗膜が６０度で示した光沢は９３％であった。

（比較）
ビーカーにＷ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ ＆ Ｃｏ．−Ｃｏｎｎ．のＬｕｄｏｘ（商標）ＣＬ−Ｐ［固体量が４０％でＳＳＡが１４０で平均粒径が２２ｎｍでＮａ％（重量）＝０．２５０でＳｉＯ_２／Ｎａ＝１６０］であるコロイド状シリカを１０．０１ｇ入れて、１０．３１ｇの脱イオン水で希釈した。これにＡｉｒｖｏｌ（商標）５２３（１５．５重量％の溶液）であるポリビニルアルコールを５．８１ｇ加えた後、Ａｇｅｆｌｏｃ（商標）Ｂ５０（５０重量％）を０．２２ｇ加えた。実施例１に記述したようにして、前記の結果として得た調合物でポリエステルフィルムを覆った。その得た塗膜が６０度で示した光沢は４％であった。このような比較的低い光沢は式１に一致しており、これは、満足される光沢を得るにはＳｉＯ_２／ＮＡを１６５以上にすべきであることを示している。

（比較）
ビーカーにＷ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ ＆ Ｃｏ．−Ｃｏｎｎ．のＬｕｄｏｘ（商標）ＣＬ［固体量が３０％でＳＳＡが２３０で平均粒径が１２ｎｍでＮａ％＝０．２６０でＳｉＯ_２／Ｎａ＝１１５］であるコロイド状シリカを１２．０６ｇ入れて、６．３１ｇの脱イオン水で希釈した。これにＡｉｒｖｏｌ（商標）５２３（１５．５重量％の溶液）であるポリビニルアルコールを５．２６ｇ加えた後、Ａｇｅｆｌｏｃ（商標）Ｂ５０（５０重量％）を０．２０ｇ加えた。前記の結果として得た調合物でポリエステルフィルムを実施例１に記述した条件下で覆った。その得た塗膜は亀裂を起こした。このような結果は式１を考慮することで予測可能であり、これは、満足される光沢のある塗膜を得るにはＳｉＯ_２／ＮＡを少なくとも１３８にすべきであることを示している。

３２９ｇのＬｕｄｏｘ（商標）ＨＳ−４０（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ）、即ち平均粒径＝２２ｎｍで比表面積＝２２０ｍ^２／ｇでＳｉＯ_２含有量が４０．０％のコロイド状シリカに脱イオン水を８４ｇ加えた。この混合物を４０−５０℃に加熱した後、撹拌を行いながら水素形態のＡｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲ−１２０ Ｐｌｕｓカチオン交換樹脂をｐＨが２．５に降下するまで少しづつ加えた。撹拌と温度を１時間保持したが、この間にｐＨを２．５−３．０の範囲に維持する目的で樹脂を少量加えた。脱イオンされたコロイド状シリカゾルを前記樹脂から分離する目的で、その混合物を粗い濾紙に通して濾過した。その脱イオンされたコロイド状シリカゾルを撹拌しながらこれに１％の水酸化アンモニウム溶液を前記ゾルのｐＨが７．２−７．５の範囲に到達するまで滴下して加えた。

ビーカーに４５％のアルミニウムクロロヒドロール（ｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｏｌ）（Ａｌ_２Ｏ_３が２０．７％でＡｌ：Ｃｌ原子比が２：１）を８７．２ｇ入れて急速撹拌しながら、これに、前記の結果として得たコロイド状シリカゾルを滴下して加えた。この滴下が終了した後の混合物を約１２時間かけて平衡状態にした後、微細な濾紙に通して濾過した。その結果として得たゾルは固体含有量が３０％で３．５のｐＨを示し、０．０６重量％のナトリウム含有量を有しかつこれのＳｉＯ_２／Ｎａ比は５００であった。

ビーカーにこの上で得た生成物（３０重量％）を１４．５１ｇ入れて、７．５２ｇの脱イオン水で希釈した。これにＡｉｒｖｏｌ（商標）５２３（１５．５重量％の溶液）であるポリビニルアルコールを６．２７ｇ加えた後、Ａｇｅｆｌｏｃ（商標）Ｂ５０（５０重量％）を０．２２ｇ加えた。前記の結果として得た調合物でポリエステルフィルムを実施例１に記述した条件下で覆った。その得た塗膜が６０度で示した光沢は９３％であった。このような光沢は式１に一致しており、これは、満足される光沢を得るにはＳｉＯ_２／ＮＡ比を少なくとも１４１にすべきであることを示していた。

３６７ｇのＬｕｄｏｘ（商標）ＴＭ−５０（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ）、即ち平均粒径＝２２ｎｍで比表面積＝１４０ｍ^２／ｇでＳｉＯ_２含有量が５０．６％のコロイド状シリカグレードに脱イオン水を６２ｇ加えた。この混合物を４０−５０℃に加熱した後、撹拌を行いながら水素形態のＡｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲ−１２０ Ｐｌｕｓカチオン交換樹脂をｐＨが２．５に降下するまで少しづつ加えた。撹拌と温度を１時間保持したが、この間にｐＨを２．５−３．０の範囲に維持する目的で樹脂を少量加えた。脱イオンされたコロイド状シリカゾルを前記樹脂から分離する目的で、その混合物を粗い濾紙に通して濾過した。その脱イオンされたコロイド状シリカゾルを撹拌しながらこれに１％の水酸化アンモニウム溶液を前記ゾルのｐＨが７．２−７．５の範囲に到達するまで滴下して加えた。

ビーカーに４５％のアルミニウムクロロヒドロール（Ａｌ_２Ｏ_３が２０．７％でＡｌ：Ｃｌ原子比が２：１）を７０．８ｇ入れて急速撹拌しながら、これに、前記の結果として得たコロイド状シリカゾルを滴下して加えた。この滴下が終了した後の混合物を約１２時間かけて平衡状態にした後、微細な濾紙に通して濾過した。その結果として得たゾルは固体含有量が３９％で３．５のｐＨを示した。このゾルのナトリウム含有量は０．０９９重量％でＳｉＯ_２／Ｎａ比は３９４であった。

ビーカーにこの上で得た生成物（３９重量％）を１０．７７ｇ入れて、１０．５６ｇの脱イオン水で希釈した。これにＡｉｒｖｏｌ（商標）５２３（１５．５重量％の溶液）を６．２３ｇ加えた後、Ａｇｅｆｌｏｃ（商標）Ｂ５０（５０重量％）を０．２４ｇ加えた。前記の結果として得た調合物でポリエステルフィルムを覆った。その得た塗膜が６０度で示した光沢は８６％であった。このような光沢は式１に一致しており、これは、満足される光沢を得るにはＳｉＯ_２／ＮＡ比を少なくとも１６５にすべきであることを示していた。

４２２ｇの多分散コロイド状シリカ（固体量が５０重量％で中央粒径が２２ナノメートルで８０％粒子スパンが約４０ナノメートルで比表面積が７０ｍ^２／ｇでナトリウムに対するシリカ固体の比率が１７９）に脱イオン水を３５ｇ加えた。この混合物を４０−５０℃に加熱した後、撹拌を行いながら水素形態のＡｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲ−１２０ Ｐｌｕｓカチオン交換樹脂をｐＨが２．５に降下するまで少しづつ加えた。撹拌と温度を１時間保持したが、この間にｐＨを２．５−３．０の範囲に維持する目的で樹脂を少量加えた。脱イオンされたコロイド状シリカゾルを前記樹脂から分離する目的で、その混合物を粗い濾紙に通して濾過した。その脱イオンされたコロイド状シリカゾルを撹拌しながらこれに１％の水酸化アンモニウム溶液を前記ゾルのｐＨが７．２−７．５の範囲に到達するまで滴下して加えた。

ビーカーに４５％のアルミニウムクロロヒドロール（Ａｌ_２Ｏ_３が２０．７％でＡｌ：Ｃｌ原子比が２：１）を４３．６ｇ入れて急速撹拌しながら、これに、前記の結果として得たコロイド状シリカゾルを滴下して加えた。この滴下が終了した後の混合物を約１２時間かけて平衡状態にした後、微細な濾紙に通して濾過した。その結果として得たゾルは固体含有量が４２％で３．５のｐＨを示した。このゾルのナトリウム含有量は０．１１０重量％でＳｉＯ_２／Ｎａ比は３８２であった。

ビーカーにこの上で得た生成物（４１．９重量％）を１０．２２ｇ入れて、１１．５３ｇの脱イオン水で希釈した。これにＡｉｒｖｏｌ（商標）５２３（１５．５重量％の溶液）を６．２２ｇ加えた後、Ａｇｅｆｌｏｃ（商標）Ｂ５０（５０重量％）を０．２０ｇ加えた。前記の結果として得た調合物でポリエステルフィルムを覆った。その得た塗膜が６０度で示した光沢は８１％であった。このような光沢は式１に一致しており、これは、満足される光沢を得るにはＳｉＯ_２／ＮＡ比を少なくとも１８６にすべきであることを示していた。

図１に、本発明の好適な態様で用いた多分散コロイド状シリカが示した粒径分布を示す。 図２に、コロイド状シリカのアルカリ金属に対するシリカ固体の比率をそれを含有させた塗膜が達成した光沢と対比させて示す。

Claims (13)

1. 支持体とこれの上に位置する少なくとも１層の塗膜層を含んで成るインクジェット記録用シートであって、前記少なくとも１層の塗膜層が（ａ）６０゜で少なくとも３０の鏡面光沢を示し、（ｂ）アルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくともＡＷ（−０．０１３ＳＳＡ＋９）［ここで、ＡＷはアルカリ金属の原子量であり、そしてＳＳＡはコロイド状シリカの比表面積である］の合計であるカチオン性コロイド状シリカおよび（ｃ）結合剤を含んで成っていて、前記コロイド状シリカの固体と結合剤の固体が少なくとも１：１の重量比で存在するインクジェット記録用シート。
2. 前記コロイド状シリカの固体と前記結合剤の固体の比率が約６：４から約４：１の範囲である請求項１記載のインクジェット記録用シート。
3. 前記コロイド状シリカが有するアルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくとも１５０である請求項１記載のインクジェット記録用シート。
4. 前記コロイド状シリカが約１から約３００ナノメートルの範囲の平均粒径を有する請求項１記載のインクジェット記録用シート。
5. 前記アルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくとも−０．３０ＳＳＡ＋２０７の合計である請求項１記載のインクジェット記録用シート。
6. 前記アルカリ金属がナトリウムである請求項１記載のインクジェット記録用シート。
7. コーティング用組成物であって、
   （ａ）アルカリ金属に対する固体の比率が少なくともＡＷ（−０．０１３ＳＳＡ＋９）［ここで、ＡＷはアルカリ金属の原子量であり、そしてＳＳＡはコロイド状シリカの比表面積である］の合計であるカチオン性コロイド状シリカ、および
   （ｂ）結合剤
   を含んで成っていて（ａ）のシリカ固体と（ｂ）の結合剤固体が少なくとも１：１の重量比で存在するコーティング用組成物。
8. （ａ）のシリカ固体と（ｂ）の結合剤固体が約６：４から約４：１の範囲である請求項７記載のコーティング用組成物。
9. 前記コロイド状シリカが有するアルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくとも１５０である請求項７記載のコーティング用組成物。
10. 前記コロイド状シリカが約１から約３００ナノメートルの平均粒径を有する請求項７記載のコーティング用組成物。
11. 前記アルカリ金属に対するシリカ固体の比率が少なくとも−０．３０ＳＳＡ＋２０７の合計である請求項７記載のコーティング用組成物。
12. 前記アルカリ金属がナトリウムである請求項１１記載のコーティング用組成物。
13. 前記コロイド状シリカが１５から１００ｎｍの範囲の中央粒径を示しかつ粒子の少なくとも８０％が少なくとも３０ナノメートルから約７０ナノメートル以下の大きさの範囲内にあるような粒径分布を示す請求項７記載のコーティング用組成物。

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