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

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 Download PDF

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Abstract

【課題】 高光沢でインク吸収性に優れ、且つ耐水性、発色濃度に優れたインクジェット記録シート用有機粒子の分散系、およびその有機粒子を含むインクジェット記録媒体を提供する。
【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

本発明は、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に関する。
近年、インクジェット記録方式は印刷技術の向上により写真同等の画質が得られるようになってきている。画質向上のために印刷時のインク量が増大し、印刷速度も高速化されているため、インクを瞬時に吸収し、大量のインクを吸収確保できる性能がより高度に求められてきている。現在では、微粒子シリカやアルミナのような無機粒子を用いて記録媒体上に空隙を有する層を設け、その空隙によってインクを吸収させる空隙型が主流となっている。
このような空隙タイプインク受容層を基材上に有するインクジェット記録媒体は、高いインク吸収性を有しており、光沢性についても改良が進められてきた。しかしながら、光沢性を上げるために無機粒子に対する水溶性バインダー樹脂の含有量があまりにも多すぎると無機粒子間に形成される空隙を塞いでしまったり、インク溶媒によって水溶性バインダー樹脂が膨潤して空隙を塞いだりして、インク吸収性が十分に得られない問題がある。又、インク吸収性や吸収容量を確保するために無機粒子の比率を上げすぎると、インク受容層の強度が低下して脆弱になり、無機微粒子の脱落が発生したり、ひび割れが発生して高い平面性を有する表面を形成することができない。この傾向は厚いインク受容層を形成しようとした時に、より顕著になる。
このような問題点を克服するために、バインダーとして合成樹脂エマルジョンを使用する方法や、無機粒子に替わって有機粒子を使用することが提案されている。
特開2001−58461号公報や特開平8−216504号公報には特定のアクリル酸エステル系モノマーを共重合したカチオン性有機粒子が、無機粒子を配合せずに使用した場合、記録画像の発色性、耐水性に優れた記録媒体が得られることが開示されている。しかしながら、これらのカチオン性有機粒子では受容層中で最密充填をして充分な空隙が得られないため、満足できるインク吸収性が得られないという問題があった。
このような最密充填を防止するために、特開平9−296067号公報、特開平9−269068号公報では感熱ゲル化剤により有機粒子を凝集させる方法が開示されている。しかしながら、これらの方法では凝集の制御が難しく、均一な空隙層が設けられないため部分的に吸収性が変化したり、凝集体の粒子径が大きくなりすぎて発色濃度が低下するという問題があった。
また、特開2003−251934号公報にはインク受容層にカチオン性有機粒子が凝集した水分散系を用いる方法が開示されている。しかしながら、この方法では粒子の凝集度合いが低いために、得られる空隙がいまだ不十分である。
特開2001−58461号公報 特開平8−21650号公報 特開平9−296067号公報 特開平9−269068号公報 特開2003−251934号公報
本発明の目的は、高光沢でインク吸収性に優れ、且つ耐水性、発色性等に優れたインクジェット記録媒体用有機粒子の分散系およびそれを含むインクジェット記録媒体を提供することにある。
本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意検討した結果、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)が特定の範囲にある有機粒子の分散系が、高光沢でインク吸収性に優れ、且つ耐水性、発色性等に優れたインクジェット記録媒体を与えることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
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。
本発明によれば、高光沢でインク吸収性に優れ、且つ耐水性、発色性等に優れた、インクジェット記録用有機粒子の分散系、及びインクジェット記録媒体を提供することができる。
本発明の有機粒子の分散系、およびこれを用いたインクジェット記録媒体につき、以下詳細に説明する。
[有機粒子の構成]
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。
2次粒子の分散系(B)を得る方法としては、カチオン性粒子(A1)と両性粒子(A2)とをpH酸性下において任意の割合で混合し、その後pHを上げて粒子を凝集させる方法等が採用される。カチオン性粒子(A1)と両性粒子(A2)との混合比率は、目的とする2次粒子径の大きさや、(A1)、(A2)の平均粒子径によって変化するため特に制限はないが、両性粒子(A2)の表面にカチオン性粒子(A1)が付着し、2次粒子の分散系(B)としてカチオン性になるように調整すること、つまり[(A1)の粒子総表面積>(A2)の粒子総表面積]に調整することが好ましい。このように2次粒子の分散系(B)がカチオン性を有することにより、インク染料分子と強い相互作用が生じて高い発色濃度を得ることができる。
[有機粒子のガラス転移温度]
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。
[有機粒子の製造方法]
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。
本発明におけるカチオン性粒子(A1)を得る方法として、カチオン性の開始剤を使用する方法、カチオン性の分散剤を使用する方法、カチオン性のモノマーを使用する方法が挙げられる。又、両性粒子(A2)を得る方法として、カチオン性の開始剤または/およびカチオン性の分散剤の存在下でアニオン基を有するモノマーを共重合する方法、両性分散剤の存在下でモノマーを共重合する方法等が挙げられる。
前記使用可能なモノマーとしては特に制限は無く、例えば、
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。
本発明に使用される分散剤としては、通常の乳化重合に使用される分散剤が使用できる。ここで好ましく使用される分散剤としては、カチオン性界面活性剤や両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性水溶性ポリマー、ノニオン性水溶性ポリマー、アニオン性水溶性ポリマーなどが挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
本発明に使用される重合開始剤としては、通常の乳化重合に使用される開始剤が使用でき、例えば、
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。
また必要に応じて連鎖移動剤を併用する事もできる。
また、有機粒子の分散物には必要に応じて、pH調整剤、消泡剤、防腐剤等の添加剤を混合することができる。
[有機粒子を含有する層の構成]
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。
水溶性ポリマーとしては、例えば、カチオン系水溶性ポリマーである、カチオン化ポリビニルアルコール、カチオン化澱粉、カチオン化ポリアクリルアミド、カチオン化ポリメタクリルアミド、ポリアミドポリウレア、ポリエチレンイミン、アリルアミン又はその塩の共重合体、エピクロルヒドリン−ジアルキルアミン付加重合体、ジアリルアルキルアミン又はその塩の重合体、ジアリルジアルキルアンモニウム塩の重合体、ジアリルアミン又はその塩と二酸化イオウ共重合体、ジリルジアルキルアンモニウム塩−二酸化イオウ共重合体、ジアリルジアルキルアンモニウム塩とジアリルアミン又はその塩もしくは誘導体との共重合体、ジアルキルアミノエチルアクリレート4級塩の重合体、ジアルキルアミノエチルメタクリレート4級塩の重合体、ジアリルジアルキルアンモニウム塩−アクリルアミド共重合体、アミン−カルボン酸共重合体等が挙げられる。
また、ノニオン系水溶性ポリマーである、ポリビニルアルコール又はその誘導体;酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体;ポリビニルピロリドン又は酢酸ビニルを共重合させたポリビニルピロリドン等のポリビニルピロリドン誘導体;その誘導体カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリアクリルアミド又はその誘導体;ポリメタクリルアミド又はその誘導体;ゼラチン、カゼイン等が挙げられる。
アニオン系水溶性ポリマーとして、ポリアルギン酸及びその金属塩、カルボキシメチルセルロース及びその金属塩、ポリアクリル酸及びその金属塩、ポリアクリルアミドの部分加水分解物及びその金属塩、マレイン酸共重合物、リグニンスルホン酸及びその金属塩及びそれらの誘導体、オキシ有機酸及びその金属塩、アルキルアリルスルホン酸及びその金属塩、ポリオキシアルキルアリルエーテル、ポリオール複合体、高級多価アルコールスルホン酸及びその金属塩、ゼラチン・ニカワ等の水溶性蛋白質及びその金属塩及びそれらの誘導体等が挙げられる。
さらに水不溶性ポリマーの水分散系としては、例えば、アクリル系ポリマー(アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体)、スチレン−アクリル系ポリマー(スチレンと、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの共重合体)、MBR系ポリマー(メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体)、SBR系ポリマー(スチレン−ブタジエン共重合体)、ウレタン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、EVA系ポリマー(エチレン−酢酸ビニル共重合体)の水分散系等が挙げられる。
特に耐黄変性に優れるという特徴から、ポリビニルアルコール、カチオン化ポリビニルアルコール、アクリル系ポリマー(アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体)の水分散系が好ましい。また、水分散系の場合には、ポリマーのガラス転移温度は40℃以下が好ましい。
これらのバインダー機能を有するポリマーの使用量は、有機粒子100重量部に対して通常2〜30重量部である。バインダー量が多い場合には粒子間空隙をバインダーが埋めて、インク吸収性が低下する場合がある。
また本発明の有機粒子を含有する層は、無機粒子を含有していなくてもインク吸収性に優れるため、必ずしも無機粒子を含有させる必要はないが、無機粒子を含有させることも可能である。無機粒子としては、具体的には、例えば、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、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、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、ゼオライト、水酸化マグネシウム等が挙げられる。高い空隙率を得てインク吸収性を向上させるためには、シリカやアルミナが好ましく、より好ましくは1次粒子径が100nm以下の微粒子である。
さらに、その他に、本発明の有機粒子を含有する層には、帯電防止剤、酸化防止剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、耐水化剤、防腐剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、蛍光増白剤、着色顔料、着色染料、浸透剤、発泡剤、離型剤、抑泡剤、消泡剤、流動性改良剤、増粘剤、顔料分散剤、カチオン性定着剤等を含んでいてもよい。
[光沢の測定方法]
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。
本発明の記録用シートは75°における光沢が、60%以上であるのが好ましい。60%未満では光沢が不十分となり易く、光沢を有する記録シートとは言い難くなる場合がある。
[記録シートの構成]
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。
本発明の有機粒子を含有する層の量は、通常、シート状支持体上に、坪量として通常0.5〜50g/mであるが、特に制限されるものではない。
[シート支持体種]
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。
プラスチック支持体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、セロファン、ポリナイロン等のプラスチックシート、フィルム等が好ましく使用される。これらのプラスチック支持体は透明なもの、半透明なもの、及び不透明なものを用途に応じて適宜使い分けることができる。
また支持体には白色のプラスチックフィルムを用いることも好ましい。白色のプラスチック支持体としては、少量の硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛などの白色顔料をプラスチックに含有させたものや、微細な空隙を多数設けて不透明性を付与した発泡プラスチック支持体、及び白色顔料(酸化チタン、硫酸バリウム)を有する層を設けた支持体を用いることができる。
本発明においては支持体の形状は限定されないが、通常用いられるフィルム状、シート状、板状等の他に、飲料缶のような円柱状、CDやCD−R等の円盤状、その他複雑な形状を有するものも支持体として使用できる。
[記録シートの製造方法]
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。
また光沢を付与するための処理方法については特に限定はないが、一般的なカレンダー処理、つまりはスーパーカレンダー、グロスカレンダー等のカレンダー装置を用い、圧力や温度をかけたロール間を通過させて塗層表面を平滑化する方法や、或いは直接法、凝固法、リウエット法(再湿潤法)、プレキャスト法などのキャストコーティング法を好ましく用いることができる。またキャストコーティング法に係る圧接時の圧力、鏡面ドラムの温度、塗工速度等は適宜選択されるが、特に鏡面ドラムの温度は乾燥速度を左右するため生産性に影響を与え、また出来上がるインクジェット記録シートのインク吸収性を左右する。
また、鏡面ドラムの表面温度は有機粒子のガラス転移温度より低い温度で実施することが好ましい。このことにより、有機粒子が熱変形を起すことなく良好なインク吸収性と塗膜強度が得られる。
以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。また、実施例において示す部及び%は、特に明示しない限り重量部及び重量%を示す。
[製造例1]
(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。
その結果、有機粒子が水に分散したエマルション組成物が得られ、不揮発分30%、pH4.5、光散乱測定による平均粒子径35nm、及びDSC曲線より求めた有機粒子ポリマーのガラス転移温度は110℃、ゼータ電位は+46mVであった。
[製造例2]
(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。
その結果、有機粒子が水に分散したエマルション組成物が得られ、不揮発分30%、pH4.5、光散乱測定による平均粒子径62nm、及びDSC曲線より求めた有機粒子ポリマーのガラス転移温度は110℃、ゼータ電位は+44mVであった。
[製造例3]
(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。
その結果、有機粒子が水に分散したエマルション組成物が得られ、不揮発分30%、pH4.5、光散乱測定による平均粒子径121nm、及びDSC曲線より求めた有機粒子ポリマーのガラス転移温度は110℃、ゼータ電位は+42mVであった。
[製造例4]
(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。
その結果、有機粒子が水に分散したエマルション組成物が得られ、不揮発分30%、pH3、光散乱測定による平均粒子径36nm、及びDSC曲線より求めた有機粒子ポリマーのガラス転移温度は110℃、ゼータ電位は+22mVであった。また、この物のpHを9.5に調整した後のゼータ電位は−29mVであった。
[製造例5]
(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。
その結果、有機粒子が水に分散したエマルション組成物が得られ、不揮発分30%、pH3、光散乱測定による平均粒子径64nm、及びDSC曲線より求めた有機粒子ポリマーのガラス転移温度は110℃、ゼータ電位は+21mVであった。また、この物のpHを9.5に調整した後のゼータ電位は−28mVであった。
[製造例6]
(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。
その結果、有機粒子が水に分散したエマルション組成物が得られ、不揮発分30%、pH3、光散乱測定による平均粒子径120nm、及びDSC曲線より求めた有機粒子ポリマーのガラス転移温度は110℃、ゼータ電位は+20mVであった。また、この物のpHを9.5に調整した後のゼータ電位は−28mVであった。
[製造例7]
(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。
[製造例8]
(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。
[製造例9]
(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。
[製造例10]
(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。
[製造例11]
(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。
[製造例12]
(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。
<インクジェット受容紙(C1)の作成>
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/mの上質紙に、絶乾状態で20g/m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。
<記録用シートの作製>
[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/m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2]
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3]
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。
[比較例1]
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。
[比較例2]
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。
[比較例3]
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。
[比較例4]
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。
[比較例5]
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。
[比較例6]
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。
[評価方法]
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。
<光沢値>
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。
<インク吸収性>
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。
<発色濃度>
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。
<耐水性>
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。
実施例、比較例で使用した有機粒子の分散系の粒子径、および作成した記録用シートの評価結果について、表1に示した。
表1に示した通り、実施例1〜3では優れた光沢値、発色濃度、インク吸収性、耐水性が得られた。一方、比較例1においては、2次粒子径が大きいために透明性が低下し、発色濃度が低下した。また、比較例2および比較例5においては、1次粒子径が大きいために透明性が低下し、発色濃度が低下した。また、比較例3においては、1次粒子の凝集度合いが低いために充分な空隙が得られず、結果としてインク吸収性が低下した。また、比較例4および比較例5においては、1次粒子の状態で存在しているために充分な空隙が得られず、結果としてインク吸収性が低下した。
本発明の有機粒子の分散系を用いたインクジェット記録媒体は、高光沢でインク吸収性に優れ、且つ耐水性、発色濃度に優れたインクジェット記録シートとして有用である。
本発明における製造例8の有機粒子の分散系の透過型電子顕微鏡写真である。

Claims (4)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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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