JP2006240257A - インクジェット記録媒体用有機粒子の分散系およびこれを用いたインクジェット記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 動的光散乱法により測定される平均粒子径15〜80nmの1次有機粒子(A)が集合してなる2次粒子の分散系(B)であって、(B)の動的光散乱法により測定される平均粒子径(D2)が50〜500nmであり、かつ(A)の平均粒子径(D1)との比(D2/D1)が2以上であるインクジェット記録媒体用有機粒子の分散系、並びに、
シート状支持体上に有機粒子を含有するインク受容層を少なくとも一層以上有するインクジェット記録媒体であって、該有機粒子が前記に記載の有機粒子であるインクジェット記録媒体。
【選択図】 図1
Description
動的光散乱法により測定された平均粒子径15〜80nmの1次有機粒子(A)が集合してなる2次粒子の分散系(B)であって、(B)の動的光散乱法により測定された平均粒子径(D2)が50〜500nmであり、かつ(A)の平均粒子径(D1)との比(D2/D1)が2以上であるインクジェット記録媒体用有機粒子の分散系、並びに
シート状支持体上に有機粒子を含有するインク受容層を少なくとも一層以上有するインクジェット記録媒体であって、該有機粒子が前記に記載の有機粒子であるインクジェット記録媒体
である。
本発明における有機粒子の分散系は、1次有機粒子(A)が集合してなる2次粒子の分散系(B)である。1次有機粒子の、動的光散乱法により測定される平均粒子径は15〜80nmの範囲にある。好ましくは20〜70nmの範囲である。また、2次粒子の分散系(B)の動的光散乱法により測定される平均粒子径(D2)は50〜500nmの範囲にある。好ましくは60〜400nmの範囲である。また、1次有機粒子(A)の平均粒子径(D1)との比(D2/D1)は2以上であり、好ましくは2以上、かつ30以下である。粒子径範囲および粒子径比がこの範囲であると、インク吸収性が向上し、発色濃度が高くなる。
有機粒子(A)のガラス転移温度(Tg)は特に制限されないが、40℃〜160℃の範囲にあると、インク吸収性の点で更に好ましい。尚、本発明におけるガラス転移温度は、JIS K−7121に基づきDCS曲線より求めることができる。
本発明において使用する有機粒子(A)は、公知の乳化重合法、保護コロイド重合法、あるいは機械乳化法に基づき製造することができる。例えば乳化重合法では、分散剤と開始剤の存在下で、各種モノマーを一括で仕込み重合する方法、モノマーを連続的に供給しながら重合する方法がある。その際の重合温度としては通常30〜90℃で行われ、一般的にエマルションと呼ばれる実質的に有機粒子の水分散系が得られる。乳化重合法によって得られる有機粒子の水分散系は、少量の分散剤で非常に安定で、且つ粒子径の非常に小さいものが容易に得られるという点で優れている。
イソプレン、ブタジエン、クロロプレン、ビニルピロリドン、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、アリルグリシジルエーテル、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート等、
アクリル酸エステル類;メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、その他の炭素原子数1乃至14のアルキルアクリレート等、
メタクリル酸エステル類;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、その他の炭素原子数1乃至14のメタクリレート等、
芳香族ビニル類;スチレン、2−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等、
ビニルエステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等、
ハロゲン化ビニリデン類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等、
(メタ)アクリルアミド誘導体;N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等、
アミノアルキルアクリレート又はアミノアルキルメタクリレート類;N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート等、
N−アミノアルキルアクリルアミド又はN−アミノアルキルメタクリルアミド類;N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド等、ハロゲンとして塩素、臭素、ヨウ素等であるハロゲン化メチル基、ハロゲン化エチル基、ハロゲン化ベンジル基等で4級塩化された、上記アミノアルキルアクリレート又はアミノアルキルメタクリレート類と、N−アミノアルキルアクリルアミド又はN−アミノアルキルアクリルアミド類の4級塩類、
不飽和カルボン酸類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等、
水酸基含有ビニル類;2−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート等が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
カチオン性基を有する開始剤の例としては、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(N−フェニルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−〔N−(4−クロロフェニル)アミジノ〕プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)二塩酸塩等、
アニオン性開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩等、
ノニオン性開始剤としては、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−〔1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}等のアゾ化合物等が挙げられる。
本発明の有機粒子を含有する層は特に制限されないが、該層が記録シート記録面の最表層にあった場合、平滑化処理後の光沢に優れるので好ましい。また該有機粒子を含有する層には、通常インクジェット記録用シートに使用されている各種添加剤や各種添加材を併用しても良い。例えばバインダー機能を有するポリマーとして、水溶性ポリマーや、水不溶性ポリマーの水分散系などが挙げられる。以下に詳しく述べる。
本発明における光沢とは、JIS Z8741に基づき、記録用シート記録面表面の75°での光沢度を測定したものであり、例えば変角光沢計 GM−3D型(村上色彩技術研究所社製)等で測定することができる。
本発明における記録用シートの好ましい構成例としては、有機粒子の含有される層が、インクの受理に関わる表層に使用されていることである。例えば、支持体上に本発明である有機粒子を含有する層のみを設けた単層構造や、支持体上にインク受理層を設け、その上層に本発明である有機粒子を含有する層を設けてもよい。またインク受容層は2層以上設けてもよい。
本発明において、支持体としては、従来からインクジェット記録用シートに用いられる支持体、例えば、普通紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、樹脂被服紙、樹脂含浸紙、非塗工紙、塗工紙等の紙支持体、両面又は片面をポリエチレン及び/又はチタン等の白色顔料を練り込んだポリエチレン等のポリオレフィンで被覆した紙支持体、プラスチック支持体、不織布、布、織物、金属フィルム、金属板、及びこれらを貼り合わせた複合支持体を用いることができる。
本発明の記録用シートは、シート状支持体の片面または両面に、有機粒子を含んだ塗被組成物を塗布し、これを乾燥させて層を形成することによって製造される。塗工液の塗布方法に限定はなく、例えば、エアナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、ブレードコーター、スライドホッパーコーター、グラビアコーター、フレキソグラビアコーター、カーテンコーター、エクストルージョンコーター、フローティングナイフコーター、コンマコーター、ダイコーター等の従来既知の塗布方法を用いることができる。
(カチオン性有機粒子の分散系(A1−1)の製造)
脱イオン水552部と28%ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド21.4部を反応容器に仕込み、窒素気流下で72℃に昇温し、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩1.5部を添加した。これとは別に、t−ブチルメタクリレート90部、イソボルニルメタクリレート105部、スチレン90部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15部を脱イオン水150部中に28%ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド10.7部を使って乳化させた乳化混合物を作り、この乳化混合物を3時間で反応容器に滴下して、その後、更に同温度で4時間保持して重合を完結させた。
(カチオン性有機粒子の分散系(A1−2)の製造)
製造例1において、反応容器に仕込む28%ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドの量を5.4部に変更した以外は製造例1と同じ方法で作成した。
(カチオン性有機粒子の分散系(A1−3)の製造)
製造例1において、反応容器に仕込む28%ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドの量を0.5部に変更した以外は製造例1と同じ方法で作成した。
(両性有機粒子の分散系(A2−1)の製造)
脱イオン水552部と28%ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド21.4部を反応容器に仕込み、窒素気流下で72℃に昇温し、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩1.5部を添加した。これとは別に、t−ブチルメタクリレート90部、イソボルニルメタクリレート96部、スチレン90部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15部、メタクリル酸9部を脱イオン水150部中に28%ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド10.7部を使って乳化させた乳化混合物を作り、この乳化混合物を3時間で反応容器に滴下して、その後、更に同温度で4時間保持して重合を完結させた。
(両性有機粒子の分散系(A2−2)の製造)
製造例4において、反応容器に仕込む28%ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドの量を5.4部に変更した以外は製造例1と同じ方法で作成した。
(両性有機粒子の分散系(A2−3)の製造)
製造例4において、反応容器に仕込む28%ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドの量を0.5部に変更した以外は製造例1と同じ方法で作成した。
(2次粒子の分散系(B−1)の製造)
カチオン性有機粒子の分散系(A1−1)と両性粒子分散系(A2−1)とをpH酸性下において粒子数比で12:1になるように混合した後、イオン交換水と[0.1N]水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH9.5に調整した。その結果、不揮発分15%、光散乱測定による平均粒子径が120nm、ゼータ電位が+38mVの有機粒子の分散系(B−1)を得た。
(2次粒子の分散系(B−2)の製造)
カチオン性有機粒子の分散系(A1−1)と両性粒子の分散系(A2−1)とをpH酸性下において粒子数比で6:1になるように混合した後、イオン交換水と[0.1N]水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH9.5に調整した。その結果、不揮発分15%、光散乱測定による平均粒子径が200nm、ゼータ電位が+36mVの有機粒子の分散系(B−2)を得た。
(2次粒子の分散系(B−3)の製造)
カチオン性有機粒子の分散系(A1−2)と両性粒子の分散系(A2−2)とをpH酸性下において粒子数比で6:1になるように混合した後、イオン交換水と[0.1N]水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH9.5に調整した。その結果、不揮発分15%、光散乱測定による平均粒子径が350nm、ゼータ電位が+34mVの有機粒子の分散系(B−3)を得た。
(2次粒子の分散系(B−4)の製造)
カチオン性有機粒子の分散系(A1−2)と両性粒子の分散系(A2−2)とをpH酸性下において粒子数比で3:1になるように混合した後、イオン交換水と[0.1N]水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH9.5に調整した。その結果、不揮発分15%、光散乱測定による平均粒子径が680nm、ゼータ電位が+30mVの有機粒子の分散系(B−4)を得た。
(2次粒子の分散系(B−5)の製造)
カチオン性有機粒子の分散系(A1−3)と両性粒子の分散系(A2−3)とをpH酸性下において粒子数比で12:1になるように混合した後、イオン交換水と[0.1N]水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH9.5に調整した。その結果、不揮発分15%、光散乱測定による平均粒子径が360nm、ゼータ電位が+36mVの有機粒子の分散系(B−5)を得た。
(2次粒子の分散系(B−6)の製造)
カチオン性有機粒子の分散系(A1−1)と両性粒子の分散系(A2−1)とをpH酸性下において粒子数比で24:1になるように混合した後、イオン交換水と[0.1N]水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH9.5に調整した。その結果、不揮発分15%、光散乱測定による平均粒子径が43nm、ゼータ電位が+42mVの有機粒子の分散系(B−6)を得た。
インクジェットインク受容層としてまず、合成非晶質シリカ(ファインシールX−37B;(株)トクヤマ製)100部と、完全鹸化ポリビニルアルコール(PVA−117;(株)クラレ製)25部、スミレーズレジン1001(住友化学工業(株)製;固形分30%)33.3部を水に加えて混合攪拌し、固形分15%の塗被組成物を得た。この塗被組成物を坪量105g/m2の上質紙に、絶乾状態で20g/m2の塗工量になるよう塗工し、120℃、1分間乾燥させてインクジェット受容紙(C1)を得た。
[実施例1]
製造例7で得られた有機粒子の分散系(B−1)とポリビニルアルコール(PVA124:クラレ社)とを固形分重量比で100:5になるように混合して、固形分濃度14%の塗工液を得た。次にこの塗工液をインクジェット受容紙(C1)の上に固形分換算で5g/m2の塗工量になるようにバーコーターで塗工した後、直ちに表面温度が90℃の鏡面を有するキャストドラムに圧着、乾燥後、離型させ、光沢を有する実施例1のインクジェット記録シートを得た。
実施例1において、有機粒子の分散系(B−1)を(B−2)に変更した以外は実施例1と同じ方法で作成し、実施例2のインクジェット記録シートを得た。
実施例1において、有機粒子の分散系(B−1)を(B−3)に変更した以外は実施例1と同じ方法で作成し、実施例3のインクジェット記録シートを得た。
実施例1において、有機粒子の分散系(B−1)を(B−4)に変更した以外は実施例1と同じ方法で作成し、比較例例1のインクジェット記録シートを得た。
実施例1において、有機粒子の分散系(B−1)を(B−5)に変更した以外は実施例1と同じ方法で作成し、比較例2のインクジェット記録シートを得た。
実施例1において、有機粒子の分散系(B−1)を(B−6)に変更した以外は実施例1と同じ方法で作成し、比較例3のインクジェット記録シートを得た。
実施例1において、有機粒子の分散系(B−1)を(A1−1)に変更した以外は実施例1と同じ方法で作成し、比較例4のインクジェット記録シートを得た。
実施例1において、有機粒子の分散系(B−1)を(A1−2)に変更した以外は実施例1と同じ方法で作成し、比較例5のインクジェット記録シートを得た。
実施例1において、有機粒子の分散系(B−1)を(A1−3)に変更した以外は実施例1と同じ方法で作成し、比較例6のインクジェット記録シートを得た。
以下に、得られた記録シートの評価方法について記述する。
光沢の測定は、JIS Z8741に基づき、変角光沢計 GM−3D型(村上色彩技術研究所社製)を使用して、記録用シート表面の75°での光沢度を測定した。評価基準は以下の通りである。
○:75°光沢値が60%以上である。
△:75°光沢値が50%以上、60%未満である。
×:75°光沢値が50%未満である。
市販のインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、PM950C)を用いて、イエローインク、マゼンダインク、シアンインク、ブラックインクを縦方向にベタ印刷し、プリンターから排出された直後に、上部にPPC用紙を押しつけて、インクがPPC用紙へ転写される度合いを目視で評価した。評価基準は以下の通りである。
◎:インクの転写が全くなく、インク吸収性に優れる。
○:インクの転写が殆どなく、インク吸収性に優れる。
△:インクの転写があるが、実用上の限度内である。
×:インクが全く吸収されていない。
市販のインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製 PM950C)を用いて印刷を行い、インクの濃度(発色性)を目視で評価した。
◎:発色濃度がとても高く、良好である。
○:発色濃度が高く、良好である。
△:発色濃度がやや薄いが、実用上の限度内である。
×:発色濃度が薄く、実用的でない。
市販のインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、PM950C)を用いて、ブラックインクで文字印刷を行い、印字部分に30℃の市水を滴下して一時間放置した。その後、残存する水滴が存在する場合はそれをウェスで吸い取り、表面状態やにじみ等の印字状態を目視で判定した。評価基準は以下の通りである。
○:にじみや発色濃度、表面状態の変化が殆ど見られない。
△:にじみや発色濃度、表面状態の低下があるが、実用上の限度内である。
×:にじみや発色濃度、表面状態の低下があり、実用的でない。
Claims (4)
- 動的光散乱法により測定される平均粒子径15〜80nmの1次有機粒子(A)が集合してなる2次粒子の分散系(B)であって、(B)の動的光散乱法により測定される平均粒子径(D2)が50〜500nmであり、かつ(A)の平均粒子径(D1)との比(D2/D1)が2以上であるインクジェット記録媒体用有機粒子の分散系。
- 1次有機粒子(A)がカチオン性粒子(A1)を含み、2次粒子の分散系(B)がカチオン性である請求項1に記載のインクジェット記録媒体用有機粒子の分散系。
- 1次有機粒子(A)がカチオン性粒子(A1)と両性粒子(A2)含み、2次粒子の分散系(B)が、カチオン性粒子(A1)と両性粒子(A2)とを混合した後、pHを変化させて凝集させることで得られる請求項1又は2に記載のインクジェット記録媒体用有機粒子の分散系。
- シート状支持体上に有機粒子を含有するインク受容層を少なくとも一層以上有するインクジェット記録媒体であって、該有機粒子が請求項1〜3に記載の有機粒子であるインクジェット記録媒体。
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