JP2006334911A - インクジェット記録用媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 インク受容層が、微粒子と共に、I/O値が1.5〜3.0であり、カチオン当量が1.5〜5.5meq/gであり、かつ重量平均分子量が10,000〜200,000である有機カチオンポリマーを含有している。
【選択図】 なし
Description
また、記録直後にクリヤーファイル等に保管した際に、インク中に残存する水分や少量含有されている高沸点溶剤(グリセリンやジエチレングリコール誘導体など)の影響で経時で滲みが発生してしまう。
<6> 前記微粒子が、平均一次粒子径が30nm以下の気相法シリカである前記<1>〜<5>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<7> 前記インク受容層が、体積平均粒子径が1μm以下であるカチオン変性された高分子ラテックスを含む塗布液を用いてなる前記<1>〜<6>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<8> 前記高分子ラテックスが、カチオン性ウレタン樹脂の高分子ラテックスである前記<7>に記載のインクジェット記録媒体である。
<9> 前記インク受容層が、水溶性多価金属塩化合物を更に含有する前記<1>〜<8>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<12> 前記分散工程は、液液対向衝突方式の分散機を用いて処理圧力50MPa以上にて分散混合する前記<10>又は<11>に記載のインクジェット記録媒体の製造方法である。
本発明のインクジェット記録媒体を構成するインク受容層は、微粒子と有機カチオンポリマーとを少なくとも含んでなり、必要に応じて更に、水溶性樹脂、水溶性多価金属塩化合物、カチオン変性された高分子ラテックス、架橋剤、媒染剤その他成分を用いて構成することができる。
本発明に係るインク受容層は、微粒子の少なくとも1種を含有する。微粒子を含有することにより多孔質構造が得られ、これによりインクの吸収性能が向上する。特に、微粒子のインク受容層における固形分含有量が50質量%以上、より好ましくは60質量%を超えていると、更に良好な多孔質構造を形成することが可能となり、十分なインク吸収性を備えたインクジェット記録媒体が得られるので好ましい。
これらの中でも、良好な多孔質構造を形成し得る観点より、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、アルミナ微粒子、又は擬ベーマイトが好ましい。
更には、平均一次粒径が20nm以下のシリカ微粒子、平均一次粒径が30nm以下のコロイダルシリカ、平均一次粒径が20nm以下のアルミナ微粒子、又は平均細孔半径が2〜15nmの擬ベーマイトがより好ましく、特にシリカ微粒子、アルミナ微粒子、擬ベーマイトが好ましい。
また、アルミナ微粒子の中では気相法アルミナ微粒子が比表面積が大きく好ましい。該気相法アルミナの平均一次粒子径としては30nm以下が好ましく、20nm以下が更に好ましい。
本発明に係るインク受容層は、無機性/有機性の比(I/O値)が1.5〜3.0であり、カチオン当量が1.5〜5.5meq/gであり、かつ重量平均分子量が10,000〜200,000である有機カチオンポリマーの少なくとも1種(以下、「本発明に係る有機カチオンポリマー」ともいう。)を含有する。
本発明に係る有機カチオンポリマーは、カチオン当量が1.5〜5.5meq/gである。カチオン当量が、1.5meq/g未満であると、媒染部の割合が相対的に少なくなるため、インク(色素)の固定化が不足して滲み防止効果が不充分となり、5.5meq/gを超えると、有機カチオンポリマーの水溶性が高すぎてしまい、滲み防止効果が不充分となる。
本発明に係る有機カチオンポリマーは、重量平均分子量が10,000〜200,000である。重量平均分子量が、10,000未満であると、耐水性が不充分であり、200,000を超えると、経時での画像のインク滲みを抑制することができず、ハンドリング適性も不良となる。
また、カチオン当量とは、有機カチオンポリマー1g当たりに含まれるカチオン性基(アミノ基及びアンモニウム基などの合計)の当量(mmol)であり、meq/gで表される値である。
〈条件〉
・カラム: Shodex SB803HQ
・溶離液: NaNO3(0.2M)+酢酸(0.2M)+20%アセトニトリル…0.8ml/min(40℃)
・検出及び分子量の算出: RI+MALLS(多角度光散乱検出器)による絶対分子量測定法
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数7〜18のアラルキル基、又は炭素数6〜18のアリール基を表す。
単量体は、1種のみならず、共重合可能な2種以上を用いてもよい。
なお、この重合体は、水溶性、あるいは水との混和性のある有機溶媒に可溶である方が好ましいが、水分散性ラテックスの形態でも使用することができる。
前記共重合可能な他の単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエステル[例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸へキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどの(メタ)アクリル酸C1−18アルキルエステルなど]、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル[(メタ)アクリル酸シクロへキシルなど]、(メタ)アクリル酸アリールエステル[(メタ)アクリル酸フェニルなど]、アラルキルエステル[(メタ)アクリル酸ベンジルなど]、置換(メタ)アクリル酸アルキルエステル[例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルなど]、(メタ)アクリルアミド類[例えば、(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミドなど]、芳香族ビニル類[スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなど]、ビニルエステル類[酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニルなど]、アリルエステル類[酢酸アリルなど]、ハロゲン含有単量体[塩化ビニリデン、塩化ビニルなど]、シアン化ビニル[(メタ)アクリロニトリルなど]、オレフィン類[エチレン、プロピレンなど]などが挙げられる。
I/O値が高い水溶性有機カチオンポリマーを併用する場合、その量は0.1〜1g/m2が好ましく、更に好ましくは本発明に係る有機カチオンポリマーに対して50質量%未満である。
本発明に係る有機カチオンポリマーのインク受容層中における含有量としては、0.01〜5g/m2が好ましく、0.3〜3g/m2がより好ましい。該含有量が前記範囲内であると、粘度上昇及び粘度変動の抑制に効果的であり、面状欠陥がなく記録面の表面性状(特に塗布面状)が良好で、高湿環境下(記録直後にクリヤーファイル等に保存した場合を含む。)での画像のインク滲みを効果的に防止することができる。
本発明に係るインク受容層は、必要に応じて水溶性樹脂の少なくとも1種を含有することができる。
水溶性樹脂としては、例えば、親水性構造単位としてヒドロキシ基を有する樹脂であるポリビニルアルコール系樹脂〔ポリビニルアルコール(PVA)、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等〕、セルロース系樹脂〔メチルセルロース(MC)、エチルセルロース(EC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等〕、キチン類、キトサン類、デンプン、エーテル結合を有する樹脂〔ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリプロピレンオキサイド(PPO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルエーテル(PVE)等〕、カルバモイル基を有する樹脂〔ポリアクリルアミド(PAAM)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアクリル酸ヒドラジド等〕等が挙げられる。
また、解離性基としてカルボキシル基を有するポリアクリル酸塩、マレイン酸樹脂、アルギン酸塩、ゼラチン類等も挙げることができる。
ポリビニルアルコール系樹脂の例としては、ポリビニルアルコールをはじめ、特公平4−52786号、特公平5−67432号、特公平7−29479号、特許第2537827号、特公平7−57553号、特許第2502998号、特許第3053231号、特開昭63−176173号、特許第2604367号、特開平7−276787号、特開平9−207425号、特開平11−58941号、特開2000−135858号、特開2001−205924号、特開2001−287444号、特開昭62−278080号、特開平9−39373号、特許第2750433号、特開2000−158801号、特開2001−213045号、特開2001−328345号、特開平8−324105号、特開平11−348417号等に記載されたもの等が挙げられる。
また、ポリビニルアルコール系樹脂以外の水溶性樹脂の例としては、特開平11-165461号公報の「0011」〜「0014」に記載の化合物なども挙げられる。
これら水溶性樹脂はそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
なお、透明性を保持する観点からは、微粒子、特にシリカ微粒子に組み合される水溶性樹脂の種類が重要となる。前記気相法シリカを用いる場合には、該水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコールが好ましく、その中でも、鹸化度70〜100%のポリビニルアルコールがより好ましく、鹸化度80〜99.5%のポリビニルアルコールが特に好ましい。
更には、画像濃度やインク受容層側へのカール防止の観点から、鹸化度75〜95%のポリビニルアルコールが好ましく、鹸化度80〜90%のポリビニルアルコールが最も好ましい。
インクジェット記録において、上述のようにして得られた多孔質のインク受容層は、毛細管現象によって急速にインクを吸収し、インク滲みの発生しない真円性の良好なドットを形成することができる。
微粒子(x)と水溶性樹脂(y)との質量含有比〔PB比(x/y)〕は、インク受容層の膜構造及び膜強度にも大きな影響を与える。即ち、質量含有比〔PB比〕が大きくなると、空隙率、細孔容積、表面積(単位質量当り)が大きくなるが、密度や強度は低下する傾向にある。
本発明に係るインク受容層は、必要に応じて水溶性多価金属塩化合物の少なくとも1種を含有することができる。この水溶性多価金属塩化合物をインク受容層に含有することで、形成画像の耐経時滲み(高湿環境下での耐湿性)及び耐水性を向上させることができ、更に耐ガス性、耐光性などの向上にも有効である。
〔Al2(OH)nCl6-n〕m ・・・式1
〔Al(OH)3〕nAlCl3 ・・・式2
Aln(OH)mCl(3n-m)〔0<m<3n〕・・・式3
前記チタン化合物としては、特に限定されず種々の化合物を使用でき、例えば、塩化チタン、硫酸チタンが挙げられる。
これらの化合物にはpHが不適当に低いものもあり、その場合は適宜pHを調節して用いることが可能である。
水溶性多価金属塩化合物のインク受容層中における含有量としては、既述の微粒子に対して、0.1〜10質量%が好ましく、更に好ましくは1〜5質量%である。また、インク受容層に含まれる量としては、0.01〜5g/m2が好ましく、0.1〜3g/m2がより好ましい。
本発明に係るインク受容層は、必要に応じてカチオン変性された高分子ラテックス(以下、「カチオン変性高分子ラテックス」ともいう。)より選択される少なくとも1種を含有することができる。カチオン変性された高分子ラテックスを、既述の有機カチオン性ポリマーと共に用いることで、インク受容層の層強度の向上、インクジェット記録する際のインク受容層表面における傷発生防止、並びに記録後の画像の耐湿性向上(インクの湿熱滲みの防止)の点で効果的である。
中でも特に、界面活性剤を用いずに合成され、体積平均粒子経が0.1μm以下(好ましくは1〜100nm)のカチオン変性高分子ラテックスが特に好ましく、体積平均粒子経が30nm以下のカチオン変性高分子ラテックスが最も好ましい。なお、体積平均粒子径の下限については前記同様に特に制限はないが、好ましくは1nm以上(すなわち好ましくは1〜30nm)である。
ジオール化合物の具体例としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2,2−ジメチルー1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、3,3−ジメチルー1,2−ブタンジオール、2−エチル−2−メチルー1,3−プロパンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチルー2,4−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−オクタンジオール、1,8−オクタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ハイドロキノン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール(平均分子量=200,300,400,600,1000,1500,4000)、ポリプロピレングリコール(平均分子量=200,400,1000)、ポリエステルポリオール、4,4'―ジヒドロキシ−ジフェニル−2,2−プロパン、4,4'―ジヒドロキシフェニルスルホン等が挙げられる。
前記ジオール化合物としては、前記ポリウレタンにおいて例示したジオール類と同様の化合物を用いることができる。
また、カチオン変性された高分子ラテックスを用いた塗布液の塗布により塗布膜を形成する場合、塗布乾燥後に粒子状態ではなく皮膜化され得るものであることが好ましい。皮膜化することで、インク受容層のヘイズが低下し、高い発色濃度が得られる。また、表面光沢性も得られる。
本発明に係るインク受容層は、微粒子及び有機カチオンポリマーと共に水溶性樹脂を含む層が、更に該水溶性樹脂を架橋し得る架橋剤を含み、該架橋剤と水溶性樹脂との架橋反応によって硬化された多孔質層である態様が好ましい。
上記の架橋剤は、一種単独でも、2種以上を組合わせて用いてもよい。
本発明においては、更に形成画像の耐水性及びインク滲み耐性の向上を図るために、インク受容層に既述の本発明に係る有機カチオンポリマー以外の媒染剤を含有させることが好ましい。媒染剤をインク受容層に存在させることで、アニオン性染料を色材として有する液状インクとの間で相互作用して、色材が安定化し、耐水性、インク滲み耐性が向上する。
前記ポリマー媒染剤としては、第1級〜第3級アミノ基及びその塩、又は第4級アンモニウム塩基を有する単量体(媒染モノマー)の単独重合体や、該媒染モノマーと他のモノマー(以下、「非媒染モノマー」という。)との共重合体又は縮重合体として得られるものが挙げられる。また、これらのポリマー媒染剤は、水溶性ポリマー又は水分散性ラテックス粒子のいずれの形態でも使用できる。
その他、共重合可能なモノマーとして、N−ビニルイミダゾール、N−ビニル−2−メチルイミダゾール等も挙げられる。
前記非媒染モノマーも、一種単独で又は二種以上を組合せて使用できる。
本発明のインクジェット記録媒体は、必要に応じて、更に各種の公知の添加剤、例えば酸、紫外線吸収剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、モノマー、重合開始剤、重合禁止剤、滲み防止剤、防腐剤、粘度安定剤、消泡剤、界面活性剤、帯電防止剤、マット剤、カール防止剤、耐水化剤等を含有することができる。
上記の酸は金属塩(例えばナトリウム、カリウム、カルシウム、セシウム、亜鉛、銅、鉄、アルミニウム、ジルコニウム、ランタン、イットリウム、マグネシウム、ストロンチウム、セリウムなどの塩)、又はアミン塩(例えばアンモニア、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、ポリアリルアミンなど)の形態で使用してもよい。
これら紫外線吸剤、酸化防止剤、滲み防止剤としては、アルキル化フェノール化合物(ヒンダードフェノール化合物を含む)、アルキルチオメチルフェノール化合物、ヒドロキノン化合物、アルキル化ヒドロキノン化合物、トコフェロール化合物、チオジフェニルエーテル化合物、2個以上のチオエーテル結合を有する化合物、ビスフェノール化合物、O−,N−及びS−ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化合物、トリアジン化合物、ホスホネート化合物、アシルアミノフェノール化合物、エステル化合物、アミド化合物、アスコルビン酸、アミン系抗酸化剤、2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール化合物、2−ヒドロキシベンゾフェノン化合物、アクリレート、水溶性又は疎水性の金属塩、有機金属化合物、金属錯体、ヒンダードアミン化合物(TEMPO化合物を含む)、2−(2−ヒドロキシフェニル)1,3,5,−トリアジン化合物、金属不活性化剤、ホスフィット化合物、ホスホナイト化合物、ヒドロキシアミン化合物、ニトロン化合物、過酸化物スカベンジャー、ポリアミド安定剤、ポリエーテル化合物、塩基性補助安定剤、核剤、ベンゾフラノン化合物、インドリノン化合物、ホスフィン化合物、ポリアミン化合物、チオ尿素化合物、尿素化合物、ヒドラジト化合物、アミジン化合物、糖化合物、ヒドロキシ安息香酸化合物、ジヒドロキシ安息香酸化合物、トリヒドロキシ安息香酸化合物等が挙げられる。
前記カチオン系界面活性剤としては、アルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、イミダゾリウム塩などが挙げられる。
ここで用いる有機溶剤は、水溶性は低い方が望ましく、0.5〜50%であるのがより好ましく、1〜20%であるのが特に好ましい。水溶性が前記範囲内であると、画像の高湿下でのインク滲み(湿熱滲み)が効果的に抑えられると共に、調製した微粒子分散液の凝集を回避でき、塗布面状や光沢性の良好なインク受容層を塗布形成することができる。かかる観点からは、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートが好ましい。
これら有機溶剤を添加する場合の添加量としては、微粒子に対して100質量%未満であるのが好ましく、50質量%未満であるのがより好ましく、10質量%未満であるのが特に好ましい。添加量が前記範囲内であると、充分な空隙形成能力が得られ、カール改善効果に対しても有効である。
高沸点有機溶剤は、常圧で沸点が150℃以上の有機化合物で、水溶性又は疎水性の化合物である。これらは室温で液体でも固体でもよく、低分子でも高分子でもよい。具体的には、芳香族カルボン酸エステル類(例えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジフェニル、安息香酸フェニルなど)、脂肪族カルボン酸エステル類(例えばアジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、ステアリン酸メチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジブチル、アセチルクエン酸トリエチルなど)、リン酸エステル類(例えばリン酸トリオクチル、リン酸トリクレジルなど)、エポキシ類(例えばエポキシ化大豆油、エポキシ化脂肪酸メチルなど)、アルコール類(例えば、ステアリルアルコール、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ブチルエーテル(DEGMBE)、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−ペンタントリオール、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など)、植物油(例えば大豆油、ヒマワリ油など)高級脂肪族カルボン酸(例えばリノール酸、オレイン酸など)等が挙げられる。
本発明のインクジェット記録媒体は、支持体を用いて構成されている。
支持体としては、プラスチック等の透明材料よりなる透明支持体、紙等の不透明材料からなる不透明支持体のいずれをも使用できる。インク受容層の透明性を生かす上では、透明支持体又は高光沢性の不透明支持体を用いることが好ましい。また、CD−ROM、DVD−ROM等の読み出し専用光ディスク、CD−R、DVD−R等の追記型光ディスク、更には書き換え型光ディスクを支持体として用い、レーベル両側にインク受容層を設けることもできる。
前記透明支持体の厚みとしては、特に制限はないが、取り扱い易い点で、50〜200μmが好ましい。
白色顔料含有発泡ポリエステルフィルム(例えば、ポリオレフィン微粒子を含有させ、延伸により空隙を形成した発泡PET)も好適に挙げることができる。更に銀塩写真用印画紙に用いられるレジンコート紙も好適である。
前記原紙としては、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などの合成パルプ、あるいはナイロンやポリエステルなどの合成繊維を用いて抄紙される。前記木材パルプとしては、LBKP、LBSP、NBKP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPのいず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。
但し、LBSP及び/又はLDPの比率としては、10質量%以上、70質量%以下が好ましい。
更に、原紙剛度としては、JIS P−8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。
原紙のpHは、JIS P−8113で規定された熱水抽出法により測定された場合、5〜9であることが好ましい。
バックコート層に含有される白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、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、サチンホワイト、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、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、ゼオライト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等が挙げられる。
バックコート層に含有されるその他の成分としては、消泡剤、抑泡剤、染料、蛍光増白剤、防腐剤、耐水化剤等が挙げられる。
本発明のインクジェット記録媒体の製造方法は、支持体上にインク受容層を形成してインクジェット記録媒体を作製するものであり、既述の本発明のインクジェット記録媒体を最も好適に作製することができる。
なお、微粒子、有機カチオンポリマー、及び水溶性樹脂の詳細については既述の通りである。
なお、加熱条件は、有機カチオンポリマーや微粒子あるいはこれらの組合せにより最適化することが望ましい。
上記の中でも、30〜45℃で10〜24時間が好ましく、特に好ましくは40〜45℃で16〜22時間である。
高圧分散機としては、例えば液液対向衝突方式の分散機〔例えばアルティマイザーシステム(スギノマシン(株)製)〕が好ましく、この分散機で処理した分散液の透明性は高く、該分散液を用いたインクジェット記録媒体(特にインク受容層)は高度の光沢性を有する。また、アルティマイザーシステムでは、単分散の分散液が得られるので、特に空隙の形成に好適である。
オリフィスを通過する際の溶媒の線速度は、用いるオリフィスの孔径にも依存するため一概には決められないが、液液対向衝突の際の衝突速度と同様に50m/秒以上が好ましく、100m/秒以上がより好ましく、150m/秒以上が好ましい。
また、処理回数に特に制限はなく、通常1〜数十回の範囲で適宜選択される。
添加剤の例として、ノニオン性又はカチオン性の界面活性剤(アニオン性界面活性剤は凝集物を形成するために好ましくない。)、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調整剤などが挙げられ、必要に応じて適宜添加することができる。
この混合工程では、具体的には、前記分散工程で調製された微粒子分散物を3〜10℃で一旦保存した後、10℃を超える温度に加熱し、この温度下で水溶性樹脂を混合して微粒子分散樹脂液を調製する。
気相法シリカ等の微粒子と本発明に係る有機カチオンポリマーとを水中に添加し、高速回転湿式コロイドミル(例えば、エム・テクニック(株)製の「クレアミックス」)を用いて例えば10,000r.p.m.(好ましくは5,000〜20,000r.p.m.)の高速回転の条件にて、例えば20℃(好ましくは10〜30℃)で、1時間(好ましくは0.5〜3時間)かけて分散混合(分散工程)した後、この分散混合液を例えば30℃以上で10時間以上熱処理し、例えば5℃(好ましくは3〜7℃)で保存後、例えば30℃下(>10℃)でポリビニルアルコール(PVA)水溶液(例えば気相法シリカの1/3程度の質量のPVAとなるように)を加え、液液対向衝突方式の分散機〔例えばアルティマイザーシステム(スギノマシン(株)製)〕を用いて例えば130MPa(好ましくは50〜300MPa)にて分散を行なう(混合工程)ことにより調製することができる。得られた塗布液は均一なゾル状態であり、これを支持体上に塗布し乾燥させることにより、三次元網目構造を有する多孔質性のインク受容層を形成することができる(層形成工程)。
また、本発明のインクジェット記録媒体は、特開平10−81064号、
同10−119423号、同10−157277号、同10−217601号、同11−348409号、特開2001−138621号、同2000−43401号、同2000−211235号、同2000−309157号、同2001−96897号、同2001−138627号、特開平11−91242号、同8−2087号、同8−2090号、同8−2091号、同8−2093号の各公報に記載の方法でも作製可能である。
<支持体の作製>
アカシアからなるLBKP50部及びアスペンからなるLBKP50部をそれぞれディスクリファイナーによりカナディアンフリーネス300mlに叩解し、パルプスラリーを調製した。
そして、原紙の坪量を166g/m2として抄造し、厚さ160μmの原紙(基紙)を得た。
下記組成のうち、まず(1)気相法シリカ微粒子と(2)イオン交換水と(3)カチオンポリマーCP−1(25%水溶液)と(4)ZA−30とを混合し、ホモミキサーを用いて予分散を行なった後、さらに液液衝突型分散機(アルティマイザー、スギノマシン社製)を用いて170MPaで分散を行なった。この分散液を45℃に加熱して20時間保持し、シリカ分散液を得た(分散工程)。
・(1)気相法シリカ微粒子 …15.0部
〔AEROSIL300SF75、日本アエロジル(株)製〕
・(2)イオン交換水 …79.4部
・(3)下記表1に示すカチオンポリマーCP−1 … 4.8部
・(4)ZA−30(酢酸ジルコニル) … 0.8部
〔第一稀元素化学工業(株)製〕
上記のようにして調製したシリカ分散液を10℃で20時間保存し、30℃まで加温した後、このシリカ分散液59.5部を30℃に加温し、30℃に保持しつつ下記の(5)ホウ酸と(6)ジメチルアミンエピクロルヒドリンポリアルキレンポリアミン重縮合物と(7)ポリビニルアルコール溶解液と(8)スーパーフレックス650と(9)合成アルコールAP−7と(10)イオン交換水とを加え(混合工程)、インク受容層用塗布液Aを調製した。
・前記シリカ分散液 …59.5部
・(5)ホウ酸(架橋剤) … 0.3部
・(6)ジメチルアミンエピクロルヒドリンポリアルキレンポリアミン重縮合物
〔SC−505(50%水溶液)、ハイモ(株)製〕 … 0.2部
・(7)ポリビニルアルコール(水溶性樹脂)溶解液 …26.6部
〜組成〜
・PVA−235 … 1.8部
(鹸化度88%、重合度3,500、(株)クラレ製)
・エマルゲン109P … 0.06部
(花王(株)製;ポリオキシエチレンラウリルエーテル(界面活性剤))
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル… 0.6部
(ブチセノール20P、協和発酵ケミカル(株)製)
・イオン交換水 …23.8部
・(8)スーパーフレックス650 … 1.1部
〔第一工業製薬(株)製;カチオン変性ポリウレタン)
・(9)合成アルコールAP−7(日本アルコール社製) … 2.3部
・(10)イオン交換水 …10.45部
上記より得た支持体のオモテ面にコロナ放電処理を施した後、173ml/m2の塗布量となるように流したインク受容層用塗布液Aに、5倍希釈のポリ塩化アルミニウム水溶液(ポリ塩化アルミニウムは、アルファイン83(大明化学工業(株)製)を10.8ml/m2の速度でインラインミキシングして塗布し、支持体上に塗布層を形成した(層形成工程)。その後、熱風乾燥機にて80℃(風速3〜8m/秒)で塗布層の固形分濃度が20%になるまで乾燥させた。この間、塗布層は恒率乾燥を示した。そして、減率乾燥を示す前に、下記組成の塩基性溶液Bに2秒浸漬し、塗布層上に13g/m2の量の塩基性溶液Bを付着させ、更に80℃下で10分間乾燥させた。
このようにして、乾燥膜厚35μmのインク受容層(膜面pH3.5)が設けられた、本発明のインクジェット記録用シートを作製した。
(a)ホウ酸 … 0.65部
(b)炭酸ジルコニウムアンモニウム … 1.18部
〔ジルコソールAC−7(28%水溶液)、第一稀元素化学工業(株)製〕
(c)炭酸アンモニウム(一級;関東化学(株)製) … 5.0部
(d)イオン交換水 …63.17部
(e)ポリオキシエチレンラウリルエーテル(界面活性剤) …30.0部
(エマルゲン109P(2%水溶液);花王(株)製)
実施例1において、「シリカ分散液の組成」中のカチオンポリマーCP−1の量を4.8部から6.0部に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明のインクジェット記録用シートを作製した。また、調製したインク受容層用塗布液について、調製直後の粘度(30℃)を実施例1と同様にして測定した。測定結果は下記表2に示す。
実施例1において、「シリカ分散液の組成」中のカチオンポリマーCP−1の量を4.8部から9.0部に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明のインクジェット記録用シートを作製した。また、調製したインク受容層用塗布液について、調製直後の粘度(30℃)を実施例1と同様にして測定した。測定結果は下記表2に示す。
実施例2において、「シリカ分散液の組成」中のカチオンポリマーCP−1を、下記表1に示すように、カチオンポリマーCP−2(25%水溶液;実施例4)、カチオンポリマーCP−3(25%水溶液;実施例5)、カチオンポリマーCP−4(25%水溶液;実施例6)、カチオンポリマーCP−5(25%水溶液;実施例7)、カチオンポリマーCP−6(25%水溶液;実施例8)、又はカチオンポリマーCP−7(25%水溶液;実施例9)〔いずれも第一工業製薬(株)製;分散剤〕にそれぞれ代えたこと以外、実施例2と同様にして、本発明のインクジェット記録用シートを作製した。また、調製したインク受容層用塗布液について、調製直後の粘度(30℃)を実施例1と同様にして測定した。測定結果は下記表2に示す。
実施例2において、「シリカ分散液の組成」中のカチオンポリマーCP−1をジアリルジメチルアンモニウムクロライド(DADMAC;商品名:シャロールDC−902P、固形分51.5%、第一工業製薬(株)製;分散剤)に代えたこと以外、実施例2と同様にして、比較のインクジェット記録用シートを作製した。また、調製したインク受容層用塗布液について、調製直後の粘度(30℃)を実施例1と同様にして測定した。測定結果は下記表2に示す。
実施例2において、「シリカ分散液の組成」中のカチオンポリマーCP−1を、下記表1に示すように、カチオンポリマーCP−8(25%水溶液;比較例2)、又はカチオンポリマーCP−9(25%水溶液;比較例3)にそれぞれ代えたこと以外、実施例2と同様にして、比較のインクジェット記録用シートを作製した。また、調製したインク受容層用塗布液について、調製直後の粘度(30℃)を実施例1と同様にして測定した。測定結果は下記表2に示す。
各実施例及び比較例で得られたインクジェット記録用シートについて、下記の評価を行なった。評価結果は下記表2に示す。
−1.耐湿性−
各インクジェット記録用シートに対し、インクジェットプリンターPixus850i(キャノン(株)製)を用いて、線幅0.2mmの赤色格子画像(背景は黒色)を記録した後、温度23℃、湿度90%RHの環境条件下に7日間放置し、放置後の格子の滲み及び色調変化を目視により下記の評価基準にしたがって評価した。
〔評価基準〕
A:滲み及び色調変化は全く認められなかった。
B:滲み及び色調変化がみられるが実用上許容できる程度であった。
C:滲み及び色調変化が認められた。
D:滲み及び色調変化が顕著に認められた。
インクジェットプリンタPM−G800(写真用紙モード推奨設定;セイコーエプソン(株)製)を用いて、各インクジェット記録シートのインク受容層上に黒色のベタ画像を印画し、20時間放置した後の画像部における反射濃度Dを反射濃度計X-rite 938(X-rite社製)にて測定した。
各インクジェット記録シートのインク受容層の表面(塗布面)を目視により観察し、層表面のスジ、ヘコミ等による凹凸の有無を下記評価基準にしたがって評価した。
〔評価基準〕
〇:層表面に凹凸が全くなく平滑であった。
△:層表面に凹凸が僅かにあるが、実用上問題のない平滑さを有していた。
×:層表面にスジやヘコミ等による凹凸が顕著で平滑さに劣っていた。
これに対し、I/O値及びカチオン当量が本発明に規定する範囲から外れるカチオンポリマーを用いた比較例1では、塗布液の増粘は抑えられたものの、濃度が低く、画像の湿熱にじみを防止することはできなかった。また、比較例2〜3では、塗布液が急激に粘度上昇してしまい、所望の層形成が行なえなかった。
Claims (14)
- 支持体上にインク受容層を有するインクジェット記録媒体において、
前記インク受容層が、微粒子の少なくとも一種と、無機性/有機性の比(I/O値)が1.5〜3.0であり、カチオン当量が1.5〜5.5meq/gであり、かつ重量平均分子量が10,000〜200,000である有機カチオンポリマーの少なくとも一種とを含有することを特徴とするインクジェット記録媒体。 - 前記微粒子が、有機微粒子、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、アルミナ微粒子、及び擬ベーマイト型水酸化アルミニウム微粒子の少なくとも一種を含む請求項1又は2に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記インク受容層は、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、エーテル結合を有する樹脂、カルバモイル基を有する樹脂、カルボキシ基を有する樹脂、及びゼラチン類より選択される少なくとも1種の水溶性樹脂を更に含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記水溶性樹脂が、ケン化度75〜95のポリビニルアルコールである請求項4に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記微粒子が、平均一次粒子径が30nm以下の気相法シリカである請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記インク受容層が、体積平均粒子径が1μm以下であるカチオン変性された高分子ラテックスを含む塗布液を用いてなる請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記高分子ラテックスが、カチオン性ウレタン樹脂の高分子ラテックスである請求項7に記載のインクジェット記録媒体。
- 前記インク受容層が、水溶性多価金属塩化合物を更に含有する請求項1〜8のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
- 支持体上にインク受容層を設けてなるインクジェット記録媒体の製造方法において、
微粒子の少なくとも一種と、I/O値が1.5〜3.0であり、カチオン当量が1.5〜5.5meq/gであり、かつ重量平均分子量が10,000〜200,000である有機カチオンポリマーの少なくとも一種とを分散混合した後、30〜60℃で1〜48時間加熱保存して微粒子分散物を調製する分散工程と、
調製された微粒子分散物を用いて前記インク受容層を形成する層形成工程と、
を有することを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。 - 前記分散工程で調製された微粒子分散物を3〜10℃で保存した後、10℃を超える温度下で水溶性樹脂を混合して微粒子分散樹脂液を調製する混合工程を更に有する請求項10に記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
- 前記分散工程は、液液対向衝突方式の分散機を用いて処理圧力50MPa以上にて分散混合する請求項10又は11に記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
- 前記層形成工程は、前記微粒子分散物と体積平均粒子径が1μm以下であるカチオン変性された高分子ラテックスとを含む塗布液の塗布により、前記インク受容層を塗布形成する請求項10〜12のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
- 前記層形成工程は、前記微粒子分散物を少なくとも含む塗布液及び/又は下記塩基性溶液に架橋剤を添加すると共に、(1)前記塗布液を塗布して塗布層を形成すると同時、又は(2)前記塗布液の塗布により塗設された塗布層の乾燥途中であって該塗布層が減率乾燥を示す前、のいずれかのときに、pH7.1以上の塩基性溶液を前記塗布層に付与して架橋硬化させる請求項10〜13のいずれか1項に記載のインクジェット記録用媒体の製造方法。
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