JP2007098610A - インクジェット記録用媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】インク受容層を少なくとも2層形成してなるインクジェット記録用媒体において、ブロンジングの発生が抑制されたインクジェット記録用媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】支持体上に、微粒子と、親水性バインダーとを含有するインク受容層を少なくとも2層形成してなるインクジェット記録用媒体であって、前記インク受容層のうち最上層のインク受容層よりもカチオン性物質の濃度が高いインク受容層が存在することを特徴とするインクジェット記録用媒体である。
【選択図】 なし

Description

本発明はインクジェット記録用媒体に関する。
近年、情報技術(IT)産業の急速な発展に伴い、種々の情報処理システムが開発され、それぞれの情報処理システムに適した記録方法及び記録装置も開発され、実用化されている。この様な記録方法の中でも、インクジェット記録方法は、多種の記録材料に記録可能なこと、ハード(装置)が比較的安価であること、コンパクトであること、及び低騒音に優れること等の利点から、オフィスは勿論、所謂ホームユースにおいても広汎に用いられてきている。
また、近年のインクジェットプリンターの高解像度化に伴い、いわゆる写真ライクな高画質記録物を得ることも可能になり、更なるハード(装置)面の発展に伴って、インクジェット記録用の記録シートも各種の改良が為されて来た。
インクジェット記録用の記録シートに要求される特性としては、一般に、(1)速乾性があること(インクの吸収速度が速いこと)、(2)インクドットの径が適正で均一であること(滲みのないこと)、(3)粒状性が良好であること、(4)ドットの真円性が高いこと、(5)色濃度が高いこと、(6)彩度が高いこと(くすみのないこと)、(7)印画部の耐光性や耐水性が良好なこと、(8)記録シートの白色度が高いこと、(9)記録シートの保存性が良好なこと(長期保存で黄変着色を起こさないこと、長期保存で画像が滲まないこと)、(10)変形し難く、寸法安定性が良好であること(カールが充分小さいこと)、(11)ハードの走行性が良好であること、等が挙げられる。更に、いわゆる写真ライクな高画質記録物を得る目的に用いられるフォト光沢紙の用途では、前記特性に加えて、更に光沢性、表面平滑性、銀塩写真に類似した印画紙状の風合い等も要求される。
前記の諸特性を向上する目的で、近年ではインク受容層に多孔質構造を有するインクジェット記録用媒体が開発され実用化されている。この様なインクジェット記録用媒体は多孔質構造を有することで、インク受容性(速乾性)に優れ高い光沢度も有する。
前記インクジェット記録用媒体において、高い画像濃度を実現するためには、媒染剤となるカチオン性の物質を支持体から離れた部分により多く存在させることが有効であることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2002−160442号公報
しかしながら、インク受容層を少なくとも2層形成してなるインクジェット記録用媒体において、カチオン性物質を最上層に多く存在させた場合、シアン染料が最上層表面に析出し、ブロンジングが発生するという問題がある。この傾向は、塩基性ポリ水酸化アルミニウム等、極性の高いカチオン性物質において特に顕著である。
本発明は、前記事情に鑑みなされたものであり、インク受容層を少なくとも2層形成してなるインクジェット記録用媒体において、ブロンジングの発生が抑制されたインクジェット記録用媒体を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための本発明の手段は以下の通りである。
<1> 支持体上に、微粒子と、親水性バインダーとを含有するインク受容層を少なくとも2層形成してなるインクジェット記録用媒体であって、前記インク受容層のうち最上層のインク受容層よりもカチオン性物質の濃度が高いインク受容層が存在することを特徴とするインクジェット記録用媒体である。
<2> 前記最上層のカチオン性物質の濃度が、最上層以外のインク受容層のうちいずれか一層のカチオン性物質の濃度の90%以下であることを特徴とする<1>に記載のインクジェット記録用媒体である。
<3> 前記カチオン性物質が塩基性ポリ水酸化アルミニウムであることを特徴とする<1>又は<2>に記載のインクジェット記録用媒体である。
<4> 前記少なくとも2層のインク受容層は、少なくとも水溶性ジルコニル化合物を含有する最上層のインク受容層と、最上層よりも塩基性ポリ水酸化アルミニウムの濃度が高いインク受容層を有することを特徴とする<1>〜<3>のいずれか1つに記載のインクジェット記録用媒体である。
<5> 前記微粒子は、有機微粒子、シリカ微粒子、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から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする<1>〜<4>のいずれか1つに記載のインクジェット記録用媒体である。
<6> 前記微粒子が気相法シリカ又は気相法アルミナであり、かつ1次粒子径が1nm以上30nm以下であることを特徴とする<1>〜<5>のいずれか1つに記載のインクジェット記録用媒体である。
<7> 前記インク受容層の少なくとも1層が、体積平均粒子径0.001μm〜0.1μmの、カチオン変性されたラテックス樹脂を含む塗布液を用いて形成されたことを特徴とする<1>〜<6>のいずれか1つに記載のインクジェット記録用媒体である。
<8> 前記インク受容層の少なくとも1層が、分散粒子径0.08μm〜0.14μmの微粒子を含む塗布液を用いて形成され、かつ、他の少なくとも1層が分散粒子径0.10μm〜0.20μmの微粒子を含む塗布液を用いて形成されたことを特徴とする<1>〜<7>のいずれか1つに記載のインクジェット記録用媒体である。
<9> 前記分散粒子径0.08μm〜0.14μmの微粒子を含む塗布液を用いて形成された層は、最上層であることを特徴とする<8>に記載のインクジェット記録用媒体である。
本発明によれば、インク受容層を少なくとも2層形成してなるインクジェット記録用媒体において、ブロンジングの発生が抑制されたインクジェット記録用媒体を提供することができる。
〔インクジェット記録用媒体の層構造〕
以下、本発明におけるインクジェット記録用媒体の層構造について、詳細に説明する。
なお、本明細書中においては、支持体から最も離れた最表層となるインク受容層を「最上層」といい、該最上層以外の他のインク受容層を「下層」ということがある。
本発明のインクジェット記録用媒体は、微粒子と、親水性バインダーとを含有するインク受容層を少なくとも2層形成してなり、形成されたインク受容層は、少なくとも最上層と、該最上層よりもカチオン性物質(好ましくは塩基性ポリ水酸化アルミニウム)の濃度が高いインク受容層(下層)とで構成されたものである。下層の塩基性ポリ水酸化アルミニウムの濃度を最上層よりも高くした系では、塩基性ポリ水酸化アルミニウム以外に、更に他のカチオン性物質を含んでもよい。
前記インク受容層は、3層以上形成されていてもよい。その場合においても、最上層よりもカチオン性物質の濃度が高いインク受容層が、最上層を除く下層のうち少なくともいずれか一層に存在することが必要である。さらに、前記「最上層よりもカチオン性物質の濃度が高いインク受容層」は、最上層に直接接する下層であることが好ましい。最上層については、カチオン性物質を含んでも、含まなくてもよい。
本発明において「カチオン性物質」には、水溶性多価金属塩及びカチオン性ポリマーなどが含まれる。カチオン性物質の濃度は微粒子に対する質量比率で表す。
また、下層のうちいずれか一層のカチオン性物質の濃度が、最上層のカチオン性物質の濃度よりも高い状態とは、次式1におけるカチオン性物質の濃度比が100%より小さい状態をいう。
カチオン性物質の濃度比(%) = ((最上層のカチオン性物質の濃度)/(下層のうちいずれか一層のカチオン性物質の濃度))×100(%) ・・・ 式1
本発明におけるカチオン性物質の濃度比は、ブロンジングの抑制効果の観点から、最上層のカチオン性物質の濃度が、下層のうちいずれか一層のカチオン性物質の濃度の90%以下の濃度であることが好ましく、70%以下であることがより好ましく、50%以下であることがさらに好ましい。
最上層のカチオン性物質の濃度は、微粒子に対して、1〜30質量%が好ましく、3〜25質量%がより好ましい。
また、下層のうちいずれか一層のカチオン性物質の濃度は5〜30質量%が好ましく、7〜25質量%がより好ましい。
本発明においては、インク受容層を前記構成とすることにより、シアン染料の最上層表面への析出を防止することができる。その結果、ブロンジングの発生を防止できる。
なお、本発明において、ブロンジングとはシアン染料が最上層表面へ析出し、青濃度が濃い印画部分に赤みをおびたブロンズ状の金属光沢を生ずる現象をいう。
この傾向は、塩基性ポリ水酸化アルミニウム等、極性の高いカチオン性物質を用いた場合において特に顕著である。従って例えば、前記構成のうち、塩基性ポリ水酸化アルミニウム等、極性の高いカチオン性物質は最上層には含めず、下層のうちいずれか1層にのみ含ませる態様がさらに好ましい。
本発明のインクジェット記録用媒体は、前記構成としたことにより、ブロンジングの発生が抑制されたインクジェット記録用媒体とすることができる。
以下、本発明のインクジェット記録用媒体について、その構成成分につき詳細に説明するが、本発明はこれらの説明事項や例示化合物等に限定されるものではない。
〔インク受容層〕
本発明におけるインク受容層は、少なくとも微粒子と、親水性バインダーとを含有して構成される。そして、複数のインク受容層のうち、最上層を除く少なくとも下層は、カチオン性物質を含有して構成される。さらに必要に応じて、架橋剤や他の成分を含有して構成されていてもよい。以下、これらの各成分について詳細に説明する。
(微粒子)
本発明における微粒子としては、無機微粒子、有機微粒子のいずれも含有することができる。
本発明における微粒子としては、その平均一次粒子径が50nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましく、特に15nm以下であることが好ましい。微粒子の平均一次粒子径が15nm以下であると、インク吸収特性を効果的に向上させることができ、また同時にインク受容層表面の光沢性をも高めることができる。また、前記微粒子の平均一次粒子径の下限は特に限定はないが、1nm以上であることが好ましい。中でも例えば、有機微粒子、シリカ微粒子、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から選ばれる少なくとも1種の微粒子を含有することが好ましい。
前記微粒子の中でも、気相法にて製造された気相法シリカ又は気相法アルミナは、比表面積が特に大きいので、インクの吸収性及び保持の効率が高く、また屈折率が低いので、適切な微小粒子径まで分散を行なえばインク受容層に透明性を付与でき、高い色濃度と良好な発色性が得られるという利点があり、好ましい。この様に受容層が透明であるということは、OHP等透明性が必要とされる用途のみならず、フォト光沢紙等の記録用シートに適用する場合でも、高い色濃度と良好な発色性及び光沢度を得る観点より重要である。
特に、シリカ微粒子は、その表面にシラノール基を有し、前記シラノール基の水素結合により粒子同士が付着し易いため、また前記シラノール基と親水性バインダーを介した粒子同士の付着効果のため、前記の様に平均一次粒子径が15nm以下の場合にはインク受容層の空隙率が大きく、透明性の高い構造を形成することができ、インク吸収特性を効果的に向上させることができる。
一般にシリカ微粒子は、通常その製造法により湿式法(沈降法)粒子と乾式法(気相法)粒子とに大別される。前記湿式法では、ケイ酸塩の酸分解により活性シリカを生成し、これを適度に重合させ凝集沈降させて含水シリカを得る方法が主流である。一方、気相法は、ハロゲン化珪素の高温気相加水分解による方法(火炎加水分解法)、ケイ砂とコークスとを電気炉中でアークによって加熱還元気化し、これを空気で酸化する方法(アーク法)によって無水シリカを得る方法が主流であり、前記「気相法シリカ」とは、当前記気相法によって得られた無水シリカ微粒子を指す。
気相法シリカは、前記含水シリカと表面のシラノール基の密度、空孔の有無等に相違があり、異なった性質を示すが、空隙率が高い三次元構造を形成するのに適している。この理由は明らかではないが、含水シリカの場合には、微粒子表面におけるシラノール基の密度が5〜8個/nm2と多く、シリカ微粒子が密に凝集(アグリゲート)し易く、一方、気相法シリカの場合には、微粒子表面におけるシラノール基の密度が2〜3個/nm2と少ないことから疎な軟凝集(フロキュレート)となり、その結果、空隙率が高い構造になるものと推定される。
本発明における微粒子としては、沈降法又は気相法にて合成された非晶質シリカ又はアルミナであることが好ましい。特に、平均一次粒子径が1nm以上30nm以下の気相法シリカ又は気相法アルミナを用いることが好ましく、前記気相法シリカ又は気相法アルミナを全微粒子の50質量%以上(好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上)用いた場合に顕著な効果が得られる。また、気相法シリカの場合、微粒子表面におけるシラノール基の密度が2〜3個/nm2であるシリカ微粒子が好ましい。
本発明では、気相法アルミナは、気相法シリカと比較して発色濃度が高く、光沢度が高くできる特徴がある。これは気相法アルミナの屈折率が、気相法シリカの屈折率より高く、表面での光の反射が強いためによるものと考えられる。また、気相法アルミナは、擬ベーマイトのようなアルミナ水和物と比較して、粒子が球状であり、インク吸収性に優れるという特徴があり、本発明と組み合わせることによってさらにインク吸収性を向上させることが可能となる。また理由は定かではないが、気相法アルミナは、気相法シリカと比較してインク受容層の微小なひび割れが生じにくくなるという特徴がある。このような微小のひび割れは、製造過程のさまざまな要因で発生するものであるが、気相法アルミナと組み合わせることによって、例えば、乾燥過程における塗膜の収縮により引き起こされる微小な亀裂を大幅に改善することが可能となる。
また、気相法アルミナを用いると、気相法シリカを使用した場合よりも塗膜の強度が向上する傾向があり、スクラッチなどの故障もおきにくくなる。さらに気相法シリカと比較して、顔料分散液の固形分を高くすることが可能となるため、最終的な塗布液の固形分を高めることが可能となり、乾燥負荷が小さく生産性の高い製造方法で製造できる利点も有する。気相法アルミナの水分散液を作製する場合には、酸性成分を少量使用すると分散固形分を更に高めることができる。このような酸性成分としては、特にホウ酸を顔料分散時に少量添加することが好ましい。
また顔料分散濃度を上げるために、公知の分散剤を使用することが好ましい。これらの分散剤としては、例えば、2級、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基を有するカチオン性ポリマーや、ノニオン性またはカチオン性界面活性剤、さらに低分子量のポリビニルアルコールなどを併用することが好ましい。
微粒子として気相法アルミナを使用する場合、その好ましい使用量は後述の親水性バインダー1質量部に対して4質量部〜12質量部、更に好ましくは5質量部〜10質量部、特に好ましくは6質量部〜9質量部であり、気相法シリカを用いる場合よりも少ないバインダー量で十分な膜強度を得ることが可能となる。
また重層構造のインク受容層とする場合には、最外層に気相法アルミナを含めることが、前記気相法アルミナの特徴を引き出すために好ましい。
本発明において微粒子は、一種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。2種以上の微粒子を併用する場合には、沈降法シリカと気相法シリカ、気相法アルミナを任意に併用する態様が好ましい。
本発明における微粒子として有機微粒子を用いる場合、インク受容層を形成した場合に、粒子状で存在することが必要である。前記有機微粒子としては、例えば、乳化重合、マイクロエマルジョン系重合、ソープフリー重合、シード重合、分散重合、懸濁重合などにより得られるポリマー微粒子が挙げられ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリアミド、シリコン樹脂、フェノール樹脂、天然高分子等の粉末、ラテックス又はエマルジョン状のポリマー微粒子等が挙げられる。有機微粒子は、表面がカチオン化されていることが好ましい。有機微粒子のTgは特に限定はないが、単独で用いる場合には、40℃以上が好ましく、80℃以上が更に好ましい。
<微粒子の分散粒子径>
ここで、本発明における微粒子の分散粒子径について説明する。
最上層用塗布液の微粒子の分散粒子径は、光沢度の向上、黒濃度向上の観点から、0.05μm〜0.20μmが好ましく、0.08μm〜0.14μmが好ましい。
下層用塗布液の微粒子の分散粒子径は、インク吸収性と黒の濃度の観点から、0.05μm〜0.30μmが好ましく、0.10μm〜0.20μmがより好ましい。
なお、本発明における分散粒子径は体積平均分散粒子径であり、微粒子を溶媒に分散し塗布液を調製した後、塗布直前に測定器LA−920((株)堀場製作所 製)により測定された値である。
微粒子の最上層又は下層中における含有量としては、各層の固形分に対し、50〜90質量%が好ましく、60〜80質量%がより好ましい。
(親水性バインダー)
本発明におけるインク受容層は、親水性バインダーを含有して構成される。
本発明に用いられる親水性バインダーとしては、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。
本発明におけるインク受容層には、インク吸収性の観点から、前記の親水性バインダーの中でも、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、ガルバモイル基を有する樹脂、カルボキシ基を有する樹脂、及びゼラチン類から選ばれる少なくとも1種を含有することがより好ましい。
本発明における親水性バインダーとしては、前記の中でも、特に、ポリビニルアルコール(PVA)であることが好ましい。
本発明に用いられるポリビニルアルコール(PVA)のケン化度としては、発色濃度の観点から、75〜95モル%が好ましく、77〜90モル%がより好ましく、80〜90モル%が特に好ましい。また、ポリビニルアルコール(PVA)の重合度としては、充分な膜強度を得る観点から、1400〜5000が好ましく、2300〜4000がより好ましい。なお、重合度1400未満と重合度1400以上のポリビニルアルコールを併用して使用してもかまわない。
親水性バインダーのインク受容層中における含有量としては、前記含有量の過少による、膜強度の低下や乾燥時のひび割れを防止し、且つ、前記含有量の過多によって、前記空隙が樹脂によって塞がれ易くなり、空隙率が減少することでインク吸収性が低下するのを防止する観点から、インク受容層中に含まれる全固形分質量に対して、5〜40質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましい。
尚、インク受容層を主に構成する後述する微粒子と親水性バインダーとは、それぞれ単一素材であってもよいし、複数素材の混合系であってもよい。
前記ポリビニルアルコールには、無変性のポリビニルアルコール(PVA)に加え、カチオン変性PVA、アニオン変性PVA、シラノール変性PVA及びその他ポリビニルアルコールの誘導体も含まれる。ポリビニルアルコールは1種単独でもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記PVAは、その構造単位に水酸基を有するが、この水酸基とシリカ微粒子表面のシラノール基とが水素結合を形成して、シリカ微粒子の二次粒子を鎖単位とする三次元網目構造を形成し易くする。この様な三次元網目構造の形成によって、空隙率の高い多孔質構造のインク受容層を形成し得ると考えられる。
本発明により得られるインクジェット記録用媒体において、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。
<微粒子と親水性バインダーとの含有比>
本発明において、微粒子(好ましくはシリカ微粒子;x)と親水性バインダー(y)との含有比〔PB比(x/y)、親水性バインダー1質量部に対する微粒子の質量〕は、インク受容層の膜構造にも大きな影響を与える。即ち、PB比が大きくなると、空隙率や細孔容積、表面積(単位質量当り)が大きくなる。具体的には、前記PB比(x/y)としては、前記PB比が大き過ぎることに起因する、膜強度の低下や乾燥時のひび割れを防止し、且つ前記PB比が小さ過ぎることによって、前記空隙が樹脂によって塞がれ易くなり、空隙率が減少することでインク吸収性が低下するのを防止する観点から、1.5/1〜10/1が好ましい。
インクジェットプリンターの搬送系を通過する場合、記録用媒体に応力が加わることがあるので、インク受容層は充分な膜強度を有していることが必要である。更にシート状に裁断加工する場合、インク受容層の割れ及び剥がれ等を防止する上でも、インク受容層には充分な膜強度が必要である。この様な観点より、前記PB比(x/y)としては6/1以下が好ましく、インクジェットプリンターで高速インク吸収性をも確保する観点からは、3/1以上であることが好ましい。
例えば、平均一次粒子径が20nm以下の無水シリカ微粒子と親水性バインダーとをPB比(x/y)が3/1〜6/1で水溶液中に完全に分散した塗布液を支持体上に塗布し、前記塗布層を乾燥した場合、シリカ微粒子の二次粒子を鎖単位とする三次元網目構造が形成され、平均細孔径が30nm以下、空隙率が50%〜80%、細孔比容積0.5ml/g以上、比表面積が100m2/g以上の、透光性の多孔質膜を容易に形成することができる。
(カチオン性物質)
本発明におけるインク受容層のうち、少なくとも下層は、カチオン性物質を含有して構成される。本発明におけるカチオン性物質としては、水溶性多価金属塩及びカチオン性ポリマーなどが含まれる。以下、本発明に好適な水溶性多価金属塩及びカチオン性ポリマーを中心に説明する。
<水溶性多価金属塩>
本発明のインクジェット記録用媒体は、形成画像の耐水性及び耐にじみ性等の改善を図るために、インク受容層に、水溶性多価金属塩を含有することが好ましい。
水溶性多価金属塩としては、例えば、カルシウム、バリウム、マンガン、銅、コバルト、ニッケル、アルミニウム、鉄、亜鉛、ジルコニウム、クロム、マグネシウム、タングステン、モリブデンから選ばれる金属の水溶性塩が挙げられる。
具体的には、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、ギ酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸バリウム、硫酸バリウム、リン酸バリウム、塩化マンガン、酢酸マンガン、ギ酸マンガンニ水和物、硫酸マンガンアンモニウム六水和物、塩化第二銅、塩化アンモニウム銅(II)ニ水和物、硫酸銅、塩化コバルト、チオシアン酸コバルト、硫酸コバルト、硫酸ニッケル六水和物、塩化ニッケル六水和物、酢酸ニッケル四水和物、硫酸ニッケルアンモニウム六水和物、アミド硫酸ニッケル四水和物、硫酸アルミニウム、亜硫酸アルミニウム、チオ硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム九水和物、塩化アルミニウム六水和物、臭化第一鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、臭化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、硫酸亜鉛、酢酸ジルコニル、塩化ジルコニウム、塩化酸化ジルコニウム八水和物、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、酢酸クロム、硫酸クロム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム六水和物、クエン酸マグネシウム九水和物、りんタングステン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムタングステン、12タングストりん酸n水和物、12タングストけい酸26水和物、塩化モリブデン、12モリブドりん酸n水和物等が挙げられる。
水溶性多価金属塩としては、水溶性のアルミニウム化合物、ジルコニウム化合物及びチタン化合物より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
アルミニウム化合物としては、例えば無機塩としては塩化アルミニウムまたはその水和物、硫酸アルミニウムまたはその水和物、アンモニウムミョウバン等が知られている。さらに、無機系の含アルミニウムカチオンポリマーである塩基性ポリ水酸化アルミニウムがある。特に、耐オゾン性の観点から塩基性ポリ水酸化アルミニウムが好ましい。
−塩基性ポリ水酸化アルミニウム−
塩基性ポリ水酸化アルミニウムとは、主成分が下記の式2、3又は4で示され、例えば〔Al6(OH)153+、〔Al8(OH)204+、〔Al13(OH)345+、〔Al21(OH)603+、等のような塩基性で高分子の多核縮合イオンを安定に含んでいる水溶性の塩基性ポリ水酸化アルミニウムである。
〔Al2(OH)nCl6-nm ・・・ 式2
〔Al(OH)3nAlCl3 ・・・ 式3
Aln(OH)mCl(3n-m)0<m<3n ・・・ 式4
これらのものは多木化学(株)よりポリ塩化アルミニウム(PAC)の名で水処理剤として、浅田化学(株)よりポリ水酸化アルミニウム(Paho)の名で、また、(株)理研グリーンよりピュラケムWTの名で、また他のメーカーからも同様の目的を持って上市されており、各種グレードの物が容易に入手できる。本発明ではこれらの市販品をそのままでも使用できるが、pHが不適当に低い物もあり、その場合は適宜pHを調節して用いることも可能である。
塩基性ポリ水酸化アルミニウムは、極性の高いカチオン性物質であるため、耐オゾン性に優れている。ここで耐オゾン性は、経時による記録画像の褪色を防止する意味で非常に重要な特性である。
しかしその反面、塩基性ポリ水酸化アルミニウムを最上層に含有させた場合、シアン染料が最上層表面に析出し、ブロンジングを発生させる可能性がある。
以上より、塩基性ポリ水酸化アルミニウムは、最上層には含有させず、最上層以外の下層にのみ含有させる態様が好ましい。
−水溶性ジルコニウム化合物−
水溶性ジルコニウム化合物としては、特に限定されず種々の化合物が使用できるが、例えば、酢酸ジルコニル、塩化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、塩基性炭酸ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム・アンモニウム、炭酸ジルコニウム・カリウム、硫酸ジルコニウム、フッ化ジルコニウム化合物等が挙げられる。特に酢酸ジルコニルが好ましい。
これらの化合物は、pHが不適当に低い物もあり、その場合は適宜pHを調節して用いることも可能である。本発明に於いて、水溶性とは常温常圧下で水に1質量%以上溶解することを目安とする。
本発明において、数種の水溶性多価金属塩を用いる場合、より広範囲の染料に対してにじみ抑制効果を付与する観点から、その少なくとも一種が酢酸ジルコニルであることが特に好ましい。インク受容層における酢酸ジルコニルの含有量としては、0.3g/m2以下であることが好ましく、0.01〜0.02g/m2がより好ましい。
なお、酢酸ジルコニルを用いる場合には、微粒子の分散液中に予め酢酸ジルコニルを含有させておき、その後前記分散液とバインダーとを混合することが塗布液の粘度安定性の観点で好ましく、微粒子の分散処理前に、微粒子を含む液中に酢酸ジルコニルを予め共存させて分散処理を行うことが、更に好ましい。
本発明において、水溶性多価金属塩のインク受容層中の含有量は、前記微粒子に対して、0.1〜20質量%が好ましく、更に好ましくは1〜10質量%である。
−水溶性多価金属塩の好ましい態様−
本発明において、水溶性多価金属塩のインク受容層中の含有量は、前記微粒子に対して、1〜30質量%が好ましく、更に好ましくは5〜25質量%である。
また、水溶性多価金属塩は、単独でも用いることができるが、2種以上を併用することが好ましい。
本発明においては例えば、高い色濃度を実現すべく、少なくとも水溶性ジルコニル化合物を最上層に用いることができる。その一方で例えば、染料のニジミを抑制し、耐オゾン性を向上しつつブロンジング発生を抑制すべく、最上層以外の層に塩基性ポリ水酸化アルミニウムを用いることができる。
<カチオン性ポリマー>
本発明のインクジェット記録用媒体は、カチオン性物質として、カチオン性ポリマーを用いて好適に構成することができる。以下、カチオン変性されたラテックス樹脂と他のカチオン性ポリマーとに分けて説明する。
−カチオン変性されたラテックス樹脂−
本発明におけるインク受容層はカチオン変性されたラテックス樹脂(以下、単に「ラテックス樹脂」と称する場合がある。)を含んでもよい。
本発明においてラテックス樹脂とは、体積平均粒子径が0.001〜0.1μmのコロイダルディスパージョン、又は、体積平均粒子径0.1〜10μmのエマルジョン状の液体いう。
本発明におけるラテックス樹脂としては、体積平均粒子径が0.001〜0.1μm(好ましくは0.001〜0.05μm、より好ましくは0.001〜0.01μm)のカチオン変性された高分子を含むコロイダルディスパージョンであることが好ましい。
本発明におけるラテックス樹脂に含まれるカチオン変性された高分子として、より具体的には、例えば、1〜3級アミノ基、4級アンモニウム基等のカチオン性の基を有する重付加系もしくは重縮合系高分子化合物が挙げられる。
カチオン変性された高分子として有効なビニル重合系ポリマーは、例えば、以下のビニルモノマーを重合して得られるポリマーが挙げられる。即ち、アクリル酸エステル類やメタクリル酸エステル類(エステル基は置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、tert−オクチル基、2−クロロエチル基、シアノエチル基、2−アセトキシエチル基、テトラヒドロフルフリル基、5−ヒドロキシペンチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒドロキシエチル基、3−メトキシブチル基、2−(2−メトキシエトキシ)エチル基、2,2,2−テトラフルオロエチル基、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシル基、フェニル基、2,4,5−テトラメチルフェニル基、4−クロロフェニル基等);
ビニルエステル類、具体的には、置換基を有していてもよい脂肪族カルボン酸ビニルエステル(例えば、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルカプロエート、ビニルクロロアセテート等)、置換基を有していてもよい芳香族カルボン酸ビニルエステル(例えば、安息香酸ビニル、4−メチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル等);
アクリルアミド類、具体的には、アクリルアミド、N−モノ置換アクリルアミド、N−ジ置換アクリルアミド(置換基は置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、シリル基であり、例えば、メチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、tert−オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、フェニル基、2,4,5−テトラメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、トリメチルシリル等);
メタクリルアミド類、具体的には、メタクリルアミド、N−モノ置換メタクリルアミド、N−ジ置換メタクリルアミド(置換基は置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、シリル基であり、例えば、メチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、tert−オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、フェニル基、2,4,5−テトラメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、トリメチルシリル等);
オレフィン類(例えば、エチレン、プロピレン、1−ペンテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン等)、スチレン類(例えば、スチレン、メチルスチレン、イソプロピルスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロルスチレン等)、ビニルエーテル類(例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル等);等が挙げられる。
その他のビニルモノマーとして、クロトン酸エステル、イタコン酸エステル、マレイン酸ジエステル、フマル酸ジエステル、メチルビニルケトン、フェニルビニルケトン、メトキシエチルビニルケトン、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニルピロリドン、メチレンマロンニトリル、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジオクチル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
前記カチオン性基を有するモノマーとしては、例えば、ジアルキルアミノエチルメタクリレート、ジアルキルアミノエチルアクリレート等の3級アミノ基を有するモノマー等が挙げられる。
前記カチオン変性された高分子に適用可能なポリウレタンとしては、例えば、以下に挙げるジオール化合物とジイソシアネート化合物とを種々組み合わせて、重付加反応により合成されたポリウレタンが挙げられる。
前記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、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。
前記ジイソシアネート化合物としては、メチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート,1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート,m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3'−ジメチル−4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3'−ジメチルビフェニレンジイソシアネート、4,4'−ビフェニレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)等が挙げられる。
前記カチオン性基を有するポリウレタンが含有するカチオン性基としては、1級〜3級アミン、4級アンモニウム塩の如きカチオン性基が挙げられる。本発明におけるラテックスに用いる高分子としては、3級アミン及び4級アンモニウム塩の如きカチオン性基を有するウレタン樹脂が好ましい。
カチオン性基を有するポリウレタンは、例えば、ポリウレタンの合成の際、前記のごときジオールにカチオン性基を導入したものを使用することによって得られる。また4級アンモニウム塩の場合は、三級アミノ基を含有するポリウレタンを四級化剤で四級化してもよい。
前記ポリウレタンの合成に使用可能なジオール化合物、ジイソシアネート化合物は、各々1種を単独で使用してもよいし、種々の目的(例えば、ポリマーのガラス転移温度(Tg)の調整や溶解性の向上、バインダーとの相溶性付与、分散物の安定性改善等)に応じて、各々2種以上を任意の割合で使用することもできる。
更に、前記カチオン変性された高分子に適用可能なポリエステルとしては、例えば、以下に挙げるジオール化合物と、ジカルボン酸化合物とを種々組み合わせて、重縮合反応により合成されたポリエステルが挙げられる。
前記ジカルボン酸化合物としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ジメチルマロン酸、アジピン酸、ピメリン酸、α,α−ジメチルコハク酸、アセトンジカルボン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、2−ブチルテレフタル酸、テトラクロロテレフタル酸、アセチレンジカルボン酸、ポリ(エチレンテレフタレート)ジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ω−ポリ(エチレンオキシド)ジカルボン酸、p−キシリレンジカルボン酸等が挙げられる。
前記ジカルボン酸化合物は、ジオール化合物と重縮合反応を行う際には、ジカルボン酸のアルキルエステル(例えば、ジメチルエステル)およびジカルボン酸の酸塩化物の形態で用いてもよいし、無水マレイン酸、無水コハク酸及び無水フタル酸のように酸無水物の形態で用いてもよい。
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。
前記カチオン性基を有するポリエステルは、一級、二級、三級アミン、四級アンモニウム塩の如きカチオン性基を有するジカルボン酸化合物を用いて合成することにより得られる。
前記ポリエステルの合成に使用されるジオール化合物、ジカルボン酸類、およびヒドロキシカルボン酸エステル化合物は、各々1種を単独で用いてもよいし、種々の目的(例えば、ポリマーのガラス転移温度(Tg)の調整や溶解性、染料との相溶性、分散物の安定性)に応じて、各々2種以上を任意の割合で混合して用いることもできる。
前記カチオン変性された高分子におけるカチオン性基の含有量は、0.1〜5mmol/gが好ましく、0.2〜3mmol/gがより好ましい。尚、前記カチオン性基の含量が少な過ぎると、ポリマーの分散安定性が小さくなり、多過ぎると、バインダーとの相溶性が低下してくる。
前記カチオン変性された高分子としては、3級アミノ基或いは4級アンモニウム塩基の様なカチオン性基を有するポリマーが好ましく、特に前記のごときカチオン性基を有するウレタン樹脂が最も好ましい。
前記カチオン変性された高分子をインク受容層に用いる場合、特に重要なのはそのガラス転移温度である。インクジェット記録により画像を形成した後の、画像の経時にじみを長期に亙り抑制するためには、カチオン変性された高分子のガラス転移温度が50℃未満のものが好ましい。更に、前記カチオン変性された高分子のガラス転移温度が30℃以下のものがより好ましく、特にガラス転移温度が15℃以下のものが最も好ましい。前記ガラス転移温度が50℃以上であると、寸度安定性(カール)が悪化することがある。尚、前記ガラス転移温度の下限には特に制限はないが、通常の用途では−30℃程度であり、これより低いと水分散物を調製する際の製造適性が低下する場合がある。
ラテックス樹脂に含まれるカチオン変性された高分子の重量平均分子量(Mw)としては、通常、1,000〜1,000,000が好ましく、300,000〜700,000がより好ましい。前記分子量が1,000〜1,000,000であると、安定な水分散物となり易く、溶解性が低下して液粘度が増加することがなく、水分散物の平均粒子径を小さくする、特に0.05μm以下に制御することが容易である。
ラテックス樹脂におけるカチオン変性された高分子の含有量としては、インク受容層を構成する全固形分の0.1〜30質量%となるように決定されることが好ましく、0.3〜20質量%がより好ましく、特に0.5〜15質量%が最も好ましくい。前記含有量が0.1〜30質量%の範囲であると、経時にじみの改善効果を充分に発揮でき、後述する微粒子及びバインダー成分の割合が少なくなって高画質記録紙へのインク吸収性が低下することがない。
本発明におけるラテックス樹脂としては、写真用途としてこのましい光沢を得る観点から、体積平均粒径30nm以下のカチオン性ウレタン樹脂を含むコロイダルディスパージョンであり、且つ前記カチオン性ウレタン樹脂のガラス転移温度が50℃未満であるものが特に好ましい。
本発明におけるラテックス樹脂としては、市販品を用いることもでき、例えば、第一工業製薬(株)製の「スーパーフレックス650」、「スーパーフレックス620」、「スーパーフレックス610」、「スーパーフレックス600」などが挙られる。
次に、本発明におけるラテックス樹脂の調製方法につき説明する。
本発明におけるカチオン変性されたラテックス樹脂は、前記のカチオン変性された高分子を水系溶媒と混合して、必要に応じて添加剤を混合し、前記混合液を分散機を用いて細粒化することで、水分散液として得ることができる。前記水分散液を得るために用いる分散機としては、高速回転分散機、超音波分散機、コロイドミル分散機、高圧分散機等従来公知の各種の分散機を使用することができるが、形成されるダマ状微粒子の分散を効率的に行うという観点から、高圧分散機が好ましい。
高圧分散機(ホモジナイザー)は、米国特許第4533254号明細書、特開平6−47264号公報等に詳細な機構が記載されているが、市販の装置としては、ゴーリンホモジナイザー(A.P.V GAULIN INC.)、マイクロフルイダイザー(MICROFLUIDEX INC.)、アルティマイザー(株式会社スギノマシン)等が使用できる。また、近年になって、米国特許第5720551号明細書に記載されているような、超高圧ジェット流内で微粒子化する機構を備えた高圧ホモジナイザーは、本発明における乳化分散に特に有効である。この超高圧ジェット流を用いた乳化装置の例として、DeBEE2000(BEE INTERNATIONAL LTD.)が挙げられる。この中でも、特に高圧ジェット式の分散機が、本発明における微粒子の単一分散性を得やすく、インク受容層のヘイズを低下でき、かつ、高空隙率を得ることが出来るため好ましい。
分散工程における水系溶媒として水、有機溶媒、又はこれらの混合溶媒を用いることができる。この分散に用いることができる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、メトキシプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。
本発明のラテックス樹脂に含まれるカチオン変性された高分子は、それ自身で自然に安定した乳化分散物となり得るが、前記乳化分散をより速やかにもしくはより安定化する為に、少量の分散化剤(界面活性剤)を用いてもよい。この様な目的に用いる界面活性剤としては、例えば、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるSURFYNOLS(AirProducts&Chemicals社)も好ましく用いられる。また、N,N−ジメチル−N−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。更に、特開昭59−157,636号の第(37)〜(38)頁、リサーチ・ディスクロージャーNo.308119(1989年)記載の界面活性剤として挙げたものも使用することができる。
乳化直後の安定化を図る目的で、前記界面活性剤と併用して水溶性ポリマーを添加することもできる。水溶性ポリマーとしては、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、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミドやこれらの共重合体が好ましく用いられる。また多糖類、カゼイン、ゼラチン等の天然水溶性ポリマーを用いるのも好ましい。
前記乳化分散法により、カチオン変性された高分子を水系媒体に分散させる場合、特に重要なのはその粒子サイズのコントロールである。インクジェットにより画像を形成した際の、色純度や色濃度を高める為には、前記水分散物におけるカチオン変性された高分子の平均粒子径を小さくすることを要する。
−他のカチオン性ポリマー−
本発明におけるインク受容層は、さらに他のカチオン性ポリマーを含有してもよい。
本発明における他のカチオン性ポリマーとしては、カチオン性基として、第1級〜第3級アミノ基、又は第4級アンモニウム塩基を有するポリマー媒染剤が好適に用いられるが、カチオン性の非ポリマー媒染剤も使用することができる。
前記他のカチオン性ポリマーとしては、第1級〜第3級アミノ基およびその塩、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、前記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好ましい。また、これらのポリマーは、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。
前記単量体(媒染モノマー)としては、例えば、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチル−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチル−m−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−エチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−n−プロピル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−n−オクチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−(4−メチル)ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−フェニル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド;
トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムブロマイド、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムブロマイド、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムスルホネート、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムスルホネート、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムアセテート、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムアセテート、N,N,N−トリエチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N,N−トリエチル−N−2−(3−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムアセテート;
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドのメチルクロライド、エチルクロライド、メチルブロマイド、エチルブロマイド、メチルアイオダイド若しくはエチルアイオダイドによる4級化物、又はそれらのアニオンを置換したスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、酢酸塩若しくはアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。
具体的には、例えば、モノメチルジアリルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(アクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(アクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(メタクリロイルオキシ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(メタクリロイルオキシ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(メタクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(アクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(アクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(メタクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(メタクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド;
N,N−ジメチル−N−エチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−エチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムブロマイド、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムブロマイド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムスルホネート、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムアセテート等を挙げることができる。
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。
また、アリルアミン、ジアリルアミンやその誘導体、塩なども利用できる。このような化合物の例としてはアリルアミン、アリルアミン塩酸塩、アリルアミン酢酸塩、アリルアミン硫酸塩、ジアリルアミン、ジアリルアミン塩酸塩、ジアリルアミン酢酸塩、ジアリルアミン硫酸塩、ジアリルメチルアミンおよびこの塩(前記塩としては、例えば、塩酸塩、酢酸塩、硫酸塩など)、ジアリルエチルアミンおよびこの塩(前記塩としては、例えば、塩酸塩、酢酸塩、硫酸塩など)、ジアリルジメチルアンモニウム塩(前記塩の対アニオンとしてはクロライド、酢酸イオン硫酸イオンなど)が挙げられる。尚、これらのアリルアミンおよびジアリルアミン誘導体はアミンの形態では重合性が劣るので塩の形で重合し、必要に応じて脱塩することが一般的である。
また、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミドなどの単位を用い、重合後に加水分解によってビニルアミン単位とすること、及びこれを塩にしたものも利用できる。
前記非媒染モノマーとは、第1級〜第3級アミノ基およびその塩、又は第4級アンモニウム塩基等の塩基性あるいはカチオン性部分を含まず、インクジェットインク中の染料と相互作用を示さない、あるいは相互作用が実質的に小さいモノマーをいう。
前記非媒染モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;(メタ)アクリル酸フェニル等の(メタ)アクリル酸アリールエステル;(メタ)アクリル酸ベンジル等のアラルキルエステル;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類;酢酸アリル等のアリルエステル類;塩化ビニリデン、塩化ビニル等のハロゲン含有単量体;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル;エチレン、プロピレン等のオレフィン類、等が挙げられる。
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル部位の炭素数が1〜18の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、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)アクリル酸ヘキシル、(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等が挙げられる。
中でも、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレートが好ましい。
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。
更に、前記他のカチオン性ポリマーとして、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリメタクリロイルオキシエチル−β−ヒドロキシエチルジメチルアンモニウムクロライド、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン及びその誘導体、ポリアミド−ポリアミン樹脂、カチオン化でんぷん、ジシアンジアミドホルマリン縮合物、ジメチル−2−ヒドロキシプロピルアンモニウム塩重合物、ポリアミジン、ポリビニルアミン、ジシアンジアミド−ホルマリン重縮合物に代表されるジシアン系カオチン樹脂、ジシアンアミド−ジエチレントリアミン重縮合物に代表されるポリアミン系カオチン樹脂、エピクロルヒドリン−ジメチルアミン付加重合物、ジメチルジアリンアンモニウムクロリド−SO2共重合物、ジアリルアミン塩−SO2共重合物、第4級アンモニウム塩基置換アルキル基をエステル部分に有する(メタ)アクリレート含有ポリマー、第4級アンモニウム塩基置換アルキル基を有するスチリル型ポリマー等も好ましいものとして挙げることができる。
前記他のカチオン性ポリマーとして、具体的には、特開昭48−28325号、同54−74430号、同54−124726号、同55−22766号、同55−142339号、同60−23850号、同60−23851号、同60−23852号、同60−23853号、同60−57836号、同60−60643号、同60−118834号、同60−122940号、同60−122941号、同60−122942号、同60−235134号、特開平1−161236号の各公報、米国特許2484430、同2548564号、同3148061号、同3309690号、同4115124号、同4124386号、同4193800号、同4273853号、同4282305号、同4450224号、特開平1−161236号、同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、同8−174992号、同11−192777号、特開2001−301314号、特公平5‐35162号、同5−35163号、同5‐35164号、同5−88846号、特開平7−118333号、特開2000−344990号、特許第2648847号、同2661677号等の各公報に記載のもの等が挙げられる。中でも、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド型ポリマー、又は第4級アンモニウム塩基をエステル部に有する(メタ)アクリレート含有ポリマーが好ましい。
他のカチオン性ポリマーとしては、特に、経時滲みの防止の観点から、重量平均分子量が200000以下のI/O値が3.0以下のカチオン性ポリマーが好ましい。
他のカチオン性ポリマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、他のカチオン性ポリマーと他の有機媒染剤及び/又は無機媒染剤を併用してもよい。
本発明において形成されるインク受容層中に含有される他のカチオン性ポリマーの含有量としては、インク受容層中の全固形分質量に対して1〜30質量%が好ましく、2〜15質量%がより好ましく、3〜10質量%がさらに好ましい。
(架橋剤)
本発明において形成されるインク受容層は、さらに親水性バインダーを架橋し得る架橋剤を含むことが好ましく、特に微粒子と親水性バインダーを架橋しうる架橋剤によって親水性バインダーが架橋反応して硬化された多孔質構造を有する態様が好ましい。
架橋剤としては、インク受容層に含まれる親水性バインダーとの関係で好適なものを適宜選択すればよいが、中でも、架橋反応が迅速である点でホウ素化合物が好ましい。ホウ素化合物としては、例えば、硼砂、硼酸、硼酸塩(例えば、オルト硼酸塩、InBO3、ScBO3、YBO3、LaBO3、Mg3(BO32、Co3(BO32、二硼酸塩(例えば、Mg225、Co225)、メタ硼酸塩(例えば、LiBO2、Ca(BO22、NaBO2、KBO2)、四硼酸塩(例えば、Na247・10H2O)、五硼酸塩(例えば、KB58・4H2O、Ca2611・7H2O、CsB55)等を挙げることができる。中でも、速やかに架橋反応を起こすことができる点で、硼砂、硼酸、硼酸塩が好ましく、特に硼酸が好ましく、これを親水性バインダーであるポリビニルアルコールと組合わせて使用することが最も好ましい。
本発明においては、前記架橋剤は、前記親水性バインダー1.0質量部に対して、0.05〜0.50質量部含有されることが好ましく、0.08〜0.30質量部含有されることがより好ましい。架橋剤の含有量が前記範囲であると、親水性バインダーを効果的に架橋してひび割れ等を防止することができる。
前記親水性バインダーとしてゼラチンを用いる場合などには、ホウ素化合物以外の下記化合物も架橋剤として用いることができる。
例えば、ホルムアルデヒド、グリオキザール、グルタールアルデヒド等のアルデヒド系化合物;ジアセチル、シクロペンタンジオン等のケトン系化合物;ビス(2−クロロエチル尿素)−2−ヒドロキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジクロロ−6−S−トリアジン・ナトリウム塩等の活性ハロゲン化合物;ジビニルスルホン酸、1,3−ビニルスルホニル−2−プロパノール、N,N'−エチレンビス(ビニルスルホニルアセタミド)、1,3,5−トリアクリロイル−ヘキサヒドロ−S−トリアジン等の活性ビニル化合物;ジメチロ−ル尿素、メチロールジメチルヒダントイン等のN−メチロール化合物;メラミン樹脂(例えば、メチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン);エポキシ樹脂;
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;米国特許明細書第3017280号、同第2983611号に記載のアジリジン系化合物;米国特許明細書第3100704号に記載のカルボキシイミド系化合物;グリセロールトリグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;1,6−ヘキサメチレン−N,N'−ビスエチレン尿素等のエチレンイミノ系化合物;ムコクロル酸、ムコフェノキシクロル酸等のハロゲン化カルボキシアルデヒド系化合物;2,3−ジヒドロキシジオキサン等のジオキサン系化合物;乳酸チタン、硫酸アルミ、クロム明ばん、カリ明ばん、酢酸ジルコニル、酢酸クロム等の金属含有化合物、テトラエチレンペンタミン等のポリアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジド化合物、オキサゾリン基を2個以上含有する低分子又はポリマー等である。前記の架橋剤は、1種単独でも、2種以上を組合わせて用いてもよい。
本発明において架橋剤は、インク受容層を形成する際に、インク受容層塗布液中及び/又はインク受容層の隣接層を形成するための塗布液中に添加してもよく、或いは予め架橋剤を含む塗布液を塗布した支持体上に、前記インク受容層塗布液を塗布する、又は架橋剤非含有のインク受容層塗布液を塗布し乾燥後に架橋剤溶液をオーバーコートする等してインク受容層に架橋剤を供給することができる。製造効率の観点からは、インク受容層塗布液又はこの隣接層形成用の塗布液中に架橋剤を添加し、インク受容層の形成と同時に架橋剤を供給するのが好ましい。特に、画像の印画濃度及び光沢感の向上の観点より、インク受容層塗布液に含有するのが好ましい。また、インク受容層塗布液中の架橋剤の濃度としては、0.05〜10質量%が好ましく、0.1〜7質量%がより好ましい。
例えば、以下の様にして好適に架橋剤を付与することができる。ここでは、ホウ素化合物を例に説明する。即ち、インク受容層がインク受容層塗布液(第1塗液)を塗布した塗布層を架橋硬化させた層である場合、該架橋硬化は、(1)前記塗布液を塗布して塗布層を形成すると同時、(2)前記塗布液を塗布して形成される塗布層の乾燥塗中であって該塗布層が減率乾燥速度を示す前、の何れかの時に、pHが7.1以上の塩基性溶液(第2塗液)を前記塗布層に付与することにより行われる。架橋剤であるホウ素化合物は、前記の第1塗液又は第2塗液の何れかに含有させればよく、第1塗液及び第2塗液の両方に含有させてもよい。
(他の成分)
本発明におけるインク受容層は、必要に応じて下記成分を含有させて構成される。
即ち、インク色材の劣化を抑制する目的で、各種の紫外線吸収剤、酸化防止剤、一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤を含んでいてもよい。
紫外線吸収剤としては、桂皮酸誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾリルフェノール誘導体等が挙げられる。例えば、α−シアノ−フェニル桂皮酸ブチル、o−ベンゾトリアゾールフェノール、o−ベンゾトリアゾール−p−クロロフェノール、o−ベンゾトリアゾール−2,4−ジ−t−ブチルフェノール、o−ベンゾトリアゾール−2,4−ジ−t−オクチルフェノール等が挙げられる。ヒンダートフェノール化合物も紫外線吸収剤として使用でき、具体的には少なくとも2位又は6位の内、1ヵ所以上が分岐アルキル基で置換されたフェノール誘導体が好ましい。
また、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキザリックアシッドアニリド系紫外線吸収剤等も使用できる。例えば、特開昭47−10537号公報、同58−111942号公報、同58−212844号公報、同59−19945号公報、同59−46646号公報、同59−109055号公報、同63−53544号公報、特公昭36−10466号公報、同42−26187号公報、同48−30492号公報、同48−31255号公報、同48−41572号公報、同48−54965号公報、同50−10726号公報、米国特許第2,719,086号明細書、同3,707,375号明細書、同3,754,919号明細書、同4,220,711号明細書等に記載されている。
蛍光増白剤も紫外線吸収剤として使用でき、例えば、クマリン系蛍光増白剤等が挙げられる。具体的には、特公昭45−4699号公報、同54−5324号公報等に記載されている。
酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許第223739号公報、同309401号公報、同309402号公報、同310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54−48535号公報、同60−107384号公報、同60−107383号公報、同60−125470号公報、同60−125471号公報、同60−125472号公報、同60−287485号公報、同60−287486号公報、同60−287487号公報、同60−287488号公報、同61−160287号公報、同61−185483号公報、同61−211079号公報、同62−146678号公報、同62−146680号公報、同62−146679号公報、同62−282885号公報、同62−262047号公報、同63−051174号公報、同63−89877号公報、同63−88380号公報、同66−88381号公報、同63−113536号公報;
同63−163351号公報、同63−203372号公報、同63−224989号公報、同63−251282号公報、同63−267594号公報、同63−182484号公報、特開平1−239282号公報、特開平2−262654号公報、同2−71262号公報、同3−121449号公報、同4−291685号公報、同4−291684号公報、同5−61166号公報、同5−119449号公報、同5−188687号公報、同5−188686号公報、同5−110490号公報、同5−1108437号公報、同5−170361号公報、特公昭48−43295号公報、同48−33212号公報、米国特許第4814262号、同第4980275号公報等に記載のものが挙げられる。
具体的には、6−エトキシ−1−フェニル−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン、6−エトキシ−1−オクチル−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン、6−エトキシ−1−フェニル−2,2,4−トリメチル−1,2,3,4−テトラヒドロキノリン、6−エトキシ−1−オクチル−2,2,4−トリメチル−1,2,3,4,−テトラヒドロキノリン、シクロヘキサン酸ニッケル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−エチルヘキサン、2−メチル−4−メトキシ−ジフェニルアミン、1−メチル−2−フェニルインドール等が挙げられる。
これら褪色性防止剤は、単独でも2種以上を併用してもよい。褪色性防止剤は、水溶性化、分散、エマルション化してもよく、マイクロカプセル中に含ませることもできる。褪色性防止剤の添加量としては、インク受容層塗布液の0.01〜10質量%が好ましい。
本発明におけるインク受容層は、カール防止用に高沸点有機溶媒を含有してもよい。高沸点有機溶媒としては、水溶性のものが好ましく、前記水溶性の高沸点有機溶媒としては、例えば、エチレングリコール、ポ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(重量平均分子量が400以下)等のアルコール類が挙げられる。好ましくは、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGMBE)である。
高沸点有機溶剤のインク受容層塗布液中における含有量としては、0.05〜1質量%が好ましく、特に好ましくは0.1〜0.6質量%である。
また、無機顔料微粒子の分散性を高める目的で、各種無機塩類、pH調整剤として酸やアルカリ等を含んでいてもよい。
更に、表面の摩擦帯電や剥離帯電を抑制する目的で、電子導電性を持つ金属酸化物微粒子を、表面の摩擦特性を低減する目的で各種のマット剤を含んでいてもよい。
〔支持体等〕
本発明に適用される支持体としては、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、レーベル面側にインク受容層を付与することもできる。
前記透明支持体に使用可能な材料としては、透明性で、OHPやバックライトディスプレイで使用される時の輻射熱に耐え得る性質を有する材料が好ましい。この様な材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類;ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等を挙げることができる。中でも、ポリエステル類が好ましく、特にポリエチレンテレフタレートが好ましい。
前記透明支持体の厚みとしては、特に制限はないが、取り扱い易さの点で、50〜200μmが好ましい。
高光沢性の不透明支持体としては、インク受容層の設けられる側の表面が40%以上の光沢度を有するものが好ましい。前記光沢度は、JIS P−8142(紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験方法)に記載の方法に従って求められる値である。具体的には、下記の様な支持体が挙げられる。
例えば、アート紙、コート紙、キャストコート紙、銀塩写真用支持体等に使用されるバライタ紙等の高光沢性の紙支持体;ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類、ニトロセルロース,セルロースアセテート,セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル類、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等のプラスチックフィルムに白色顔料等を含有させて不透明にした(表面カレンダー処理が施されていてもよい。)高光沢性のフィルム;或いは、前記各種紙支持体、前記透明支持体若しくは白色顔料等を含有する高光沢性のフィルムの表面に、白色顔料を含有若しくは含有しないポリオレフィンの被覆層が設けられた支持体等が挙げられる。
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。
不透明支持体の厚みについても特に制限はないが、取り扱い易さの点で、50〜300μmが好ましい。
また、前記支持体の表面には、濡れ特性及び接着性を改善するために、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理等を施したものを使用するのが好ましい。
次に、レジンコート紙など紙支持体に用いられる原紙について述べる。
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%〜70質量%が好ましい。
前記パルプは、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸パルプ)が好適に用いられ、漂白処理を行なって白色度を向上させたパルプも有用である。
原紙中には、高級脂肪酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン等の白色顔料、スターチ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の紙力増強剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール類等の水分保持剤、分散剤、4級アンモニウム等の柔軟化剤などを適宜添加することができる。
抄紙に使用するパルプの濾水度としては、CSFの規定で200〜500mlが好ましく、また、叩解後の繊維長が、JIS P−8207に規定される24メッシュ残分質量%と42メッシュ残分の質量%との和が30〜70%が好ましい。尚、4メッシュ残分は20質量%以下であることが好ましい。
原紙の坪量としては、30〜250gが好ましく、特に50〜200gが好ましい。原紙の厚さとしては、40〜250μmが好ましい。原紙は、抄紙段階又は抄紙後にカレンダー処理して高平滑性を与えることもできる。原紙密度は0.7〜1.2g/m2(JIS P−8118)が一般的である。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。
原紙表面には表面サイズ剤を塗布してもよく、表面サイズ剤としては、前記原紙中添加できるサイズと同様のサイズ剤を使用できる。
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。
原紙表面及び裏面を被覆するポリエチレンは、主として低密度のポリエチレン(LDPE)及び/又は高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他のLLDPEやポリプロピレン等も一部使用することができる。尚、高密度ポリエチレンの触媒の触媒失活剤として、ハイドロタルサイト類化合物を用いた態様が好ましく、高密度ポリエチレン中における含有量としては、高密度ポリエチレンの量に対して、100〜2,000ppmが好ましく、200〜1,000ppmがより好ましい。酸化防止剤としては、二次酸化防止剤(特にリン系酸化防止剤)のみを用いることが好ましく、構成する高密度ポリエチレン中における含有量としては、高密度ポリエチレン(HDPE)に対して100ppm以上2,000ppm以下が好ましく、200ppm以上1,000ppm以下がより好ましい。
特に、インク受容層を形成する側のポリエチレン層は、写真用印画紙で広く行なわれている様に、ルチル又はアナターゼ型の酸化チタン、蛍光増白剤、群青をポリエチレン中に添加し、不透明度、白色度及び色相を改良したものが好ましい。ここで、酸化チタン含有量としては、ポリエチレンに対して、概ね3〜40質量%が好ましく、4〜30質量%がより好ましい。ポリエチレン層の厚みは特に限定はないが、表裏面層とも10〜50μmが好適である。更にポリエチレン層上にインク受容層との密着性を付与するために下塗り層を設けることもできる。前記下塗り層としては、水性ポリエステル、ゼラチン、PVAが好ましい。また、前記下塗り層の厚みとしては、0.01〜5μmが好ましい。
ポリエチレン被覆紙は、光沢紙として用いることも、また、ポリエチレンを原紙表面上に溶融押し出してコーティングする際に、いわゆる型付け処理を行って通常の写真印画紙で得られる様なマット面や絹目面を形成したものも使用できる。
支持体にはバックコート層を設けることもでき、このバックコート層に添加可能な成分としては、白色顔料や水性バインダー、その他の成分が挙げられる。
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。
バックコート層に用いられる水性バインダーとしては、例えば、スチレン/マレイン酸塩共重合体、スチレン/アクリル酸塩共重合体、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、澱粉、カチオン化澱粉、カゼイン、ゼラチン、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、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子、スチレンブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン等の水分散性高分子等が挙げられる。
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。
〔インクジェット記録用媒体の製造方法〕
ここで、本発明におけるインクジェット記録用媒体の製造方法について説明する。
(最上層用塗布液、各下層用塗布液の調製)
本発明において、最上層用塗布液及び各下層用塗布液として、微粒子、親水性バインダーを含有する塗布液を調製する場合には、例えば、以下の様にして調製できる。ここで、「各下層用塗布液」とは、最上層以外の各層を形成するための塗布液をいう。
即ち、気相法シリカ等の微粒子と、イオン交換水と、分散剤と、水溶性多価金属塩とを混合し、後述の分散機械により分散させた後、分散液系を40〜45℃に加熱し20〜30時間保持する。その後、架橋剤と、ポリビニルアルコール溶解液と、カチオン変性ラテックスとエタノール水を28〜38℃で加えることにより調製する。塗布液の調製は28〜38℃で行うことが好ましい。塗布液には、必要に応じて、更にpH調整剤、界面活性剤、消泡剤、帯電防止剤等を添加することができる。
分散に用いる分散機械としては、高速回転分散機、媒体撹拌型分散機(ボールミル、ビーズミル、サンドミルなど)、超音波分散機、コロイドミル分散機、高圧分散機等従来公知の各種の分散機を使用することができるが、発生するダマ状微粒子の分散を効率的に行なう為には、媒体撹拌型分散機やコロイドミル分散機又は高圧分散機(ホモジナイザー)が好ましい。
本発明に適用される分散機としては、主として、ビーズミル等の媒体撹拌型分散機が好適に用いられるが、微粒化の促進及び高Dmの点からは、高圧ホモジナイザー(例えば、(株)スギノマシン製のアルティマイザーなど)が特に好ましい。
また、各塗布液の調製に用いる溶媒としては、水や有機溶媒、又はこれらの混合溶媒を用いることができる。この塗布液に用いることができる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、メトキシプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。
最上層用塗布液、各下層用塗布液とも、同様の方法により調製することができるが、本発明の効果を達成するためには、最上層インク受容層よりもカチオン性物質の濃度が高いインク受容層が存在することとなるように、各層の組成を調整する。
または、以下のようにしてもよい。
即ち、最上層を含めた各層用の塗布液を同一組成で調製した後、最上層を除く各下層用塗布液にのみ塩基性ポリ水酸化アルミニウム等極性の高いカチオン性物質を、インラインミキシング等の手段によって添加することにより、最上層インク受容層よりもカチオン性物質の濃度が高いインク受容層が存在することとなるようにすることもできる。ここで、塩基性ポリ水酸化アルミニウム等を添加する層は、最上層と直接接する下層であっても、前記下層より下の、任意に選択した層であっても、最上層を除く全ての層であってもよい。
(インク受容層の形成)
本発明におけるインク受容層は、前記調製した各層用の塗布液を、公知の塗布方法により、支持体上に同時塗布(重層塗布)することにより形成することができる。
同時塗布(重層塗布)は、例えば、エクストルージョンダイコーター、カーテンフローコーターを用いた公知の塗布方法により行なうことができる。
または前記調製した各層用の塗布液を、公知の塗布方法により1層ずつ支持体上に塗布することによって形成されてもよい。
前記塗布は、例えば、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレッドコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等の公知の塗布方法によって行うことができる。
または、以下のようにしてもよい。
即ち、微粒子と親水性バインダーと(場合によりカチオン性物質と)を含む最上層用塗布液及び微粒子と親水性バインダーとカチオン性物質とを含む下層用塗布液を重層塗布して支持体上に塗布層を形成する。次に、前記塗布液及び/又はpHが7.1以上の塩基性溶液に架橋剤を添加し、かつ(1)前記塗布液を塗布して各塗布層を形成すると同時、又は(2)前記塗布液を塗布して形成される各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、の何れかの時に、前記塩基性溶液を前記塗布層に付与し、前記塗布層を架橋硬化させる方法によって形成されてもよい。
ここで、前記塗布層は前記重層塗布以外に、1層ずつ塗布することによって形成されていてもよい。
なお、「塗布層が減率乾燥を示す前」とは、通常、インク受容層用塗布液の塗布直後から数分間の過程を指し、この間においては、塗布された塗布層中の溶剤(分散媒体)の含有量が時間に比例して減少する「恒率乾燥」の現象を示す。この「恒率乾燥」を示す時間については、例えば、化学工学便覧(頁707〜712、丸善(株)発行、昭和55年10月25日)に記載されている。
また、前記塩基性溶液は、例えば、以下の様にして調製できる。即ち、イオン交換水に必要に応じて媒染剤(例えば、0.1〜5.0質量%)と界面活性剤類(例えば、総量として0.01〜1.0質量%)と架橋剤(0〜5.0質量%)とを加え充分に攪拌する。前記塩基性溶液のpHとしては8.0以上が好ましく、pH調整はアンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アミノ基含有化合物(エチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ポリアリルアミン等)等を用いてpH8.0以上に適宜に行なうことができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、本実施例では、インクジェット記録用媒体の一例としてインクジェット記録用シートを作製するものとする。また、実施例中の「部」及び「%」は、特に指定しない限り質量基準を表すものとする。
〔実施例1〕
(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。
ついで前記で得られたパルプスラリーに、対パルプ当り、カチオン変性でんぷん(日本NSC製CAT0304L)1.3%、アニオン性ポリアクリルアミド(星光PMC製 DA4104)0.15%、アルキルケテンダイマー(荒川化学製サイズパインK)O.29%、エポキシ化ベヘン酸アミド0.29%、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン(荒川化学(株)製:アラフィックス100)0.32%を加えた後、消泡剤0.12%を加えた。
前記のようにして調製したパルプスラリーを長網抄紙機で抄紙し、ウェッブのフェルト面をドラムドライヤーシリンダーにドライヤーカンバスを介して押し当てて乾燥する工程において、ドライヤーカンバスの引張り力を1.6kg/cmに設定して乾燥を行なった後、サイズプレスにて原紙の両面にポリビニールアルコール((株)クラレ製:KL−118)を1g/m2塗布して乾燥し、カレンダー処理を行った。なお、原紙の坪量は166g/m2で抄造し、厚さ160μmの原紙(基紙〕を得た。
得られた基紙のワイヤー面(裏面)側にコロナ放電処理を行なった後、溶融押出機を用いて高密度ポリエチレンを厚さ32g/m2となるようにコーティングし、マット面からなる熱可塑性樹脂層を形成した(以下、この熱可塑性樹脂層面を「裏面」と称する。)。この裏面側の熱可塑性樹脂層に更にコロナ放電処理を施し、その後、帯電防止剤として、酸化アルミニウム(日産化学工業(株)製の「アルミナジル100」)と二酸化ケイ素(日産化学工業(株)製の「スノーテックスO」)とを1:2の質量比で水に分散した分散液を、乾燥質量が0.2g/m2となるように塗布した。続いて表面にコロナ処理し10質量%の酸化チタンを有する密度0.93g/m2のポリエチレンを24g/m2になるように溶融押出機を用いてコーティングした。
このようにして表面処理したポリエチレン被覆紙に、下記組成の下塗り層を塗設した。
下記組成の下塗り液をワイヤ−バ−を用いて10ml/m2塗布した後、70℃で2分間乾燥し、支持体を得た。
<下塗り液の組成>
(1)脱イオンアルカリ処理ゼラチン(等電点5.0) ・・・ 10.0部
(2)水 ・・・ 24.0部
(3)メタノ−ル ・・・ 961.0部
(インク受容層塗布液Aの調製)
下記組成に示した、(1)気相法シリカ微粒子と、(2)イオン交換水と、(3)「シャロールDC−902P」と、(4)「ZA−30」とを混合し、ビーズミル(例えば、KD−P((株)ジンマルエンタープライゼス製)を用いて分散させた後、分散液系を45℃に加熱し20時間保持した。その後、これに下記(5)ホウ酸と、(6)ポリビニルアルコール溶解液と(7)「スーパーフレックス600」と、(8)エタノール水を30℃で加え、インク受容層用塗布液Aを調製した。塗布液の調製は36℃で行った。
(インク受容層塗布液Bの調製)
前記インク受容層塗布液Aの調製において(1)〜(4)を混合した後、塗布液Aの調製におけるビーズミルに変えて、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、1パスで分散をおこなった。更に、(8)エタノール水(エタノール含有量59%)を添加しないこと以外は、インク受容層塗布液Aの調製と同じにしてインク受容層塗布液Bを調製した。
<インク受容層用塗布液A、Bの組成>
(1)気相法シリカ微粒子 ・・・ 100部
(AEROSlL300SF75、日本アエロジル(株)製)
(2)イオン交換水 ・・・ 557部
(3)「シャロールDC−902P」 ・・・ 8.7部
(分散剤、第一工業製薬(株)製、51.5%水溶液)
(4)酢酸ジルコニル ・・・ 1.35部

(「ZA−30」、第一稀元素化学工業(株)製、50%水溶液)
(5)ホウ酸(架橋剤)水溶液(7.5%) ・・・ 92.0部
(6)ポリビニルアルコール(親水性バインダー)溶解液 ・・・ 382.0部
−溶解液の組成−
・ポリビニルアルコール ・・・ 25.7部
(「PVA235」、鹸化度88%、重合度3500、(株)クラレ製)
・ポリオキシエチレンラウリルエーテル ・・・ 0.7部
(「エマルゲン109P」、界面活性剤、花王(株)製、)
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・ 6.7部
(「ブチセノール20P」、協和発酵(株)製)
・イオン交換水 ・・・ 348.9部
(7)「スーパーフレックス600」 ・・・ 12.5部
(カチオン変性ラテックス、第一工業製薬(株)製)
(8)エタノール水(エタノール含有量59%) ・・・ 15部
(インクジェット記録用シートの作製)
前記支持体の表面にインク受容層用塗布液A:183ml/m2(下層)とインク受容層用塗布液A:13.3ml/m2(最上層)を同時重層にて塗布した。このとき下層に用いたインク受容層用塗布液Aには、5倍希釈の塩基性ポリ水酸化アルミニウム水溶液(塩基性ポリ水酸化アルミニウムは、アルファイン83(大明化学工業株式会社製))を12.0ml/m2の速度でインラインミキシングし塗布をおこなった。塗布液はいずれも36℃に加温し、塗布を行った。
その後、10℃、相対湿度50%の風にて塗布液を冷却した後に、43℃、相対湿度7%の風にて風速5〜30m/secで1〜3分乾燥させた後、更に22℃、相対湿度23%の風にて風速5〜30m/secで完全に乾燥した。乾燥膜厚38μmのインク受容層が設けられた実施例1のインクジェット記録用シートを作製した。
〔実施例2〕
実施例1において、最上層の形成に用いたインク受容層用塗布液Aをインク受容層用塗布液Bに変更した以外は実施例1と同様にして実施例2のインクジェット記録用シートを作製した。
〔比較例1〕
実施例1において、最上層の形成に用いたインク受容層用塗布液Aに5倍希釈の塩基性ポリ水酸化アルミニウム水溶液(塩基性ポリ水酸化アルミニウムは、アルファイン83(大明化学工業株式会社製))を1.0ml/m2の速度でインラインミキシングした以外は実施例1と同様にして比較例1のインクジェット記録用シートを作製した。
〔比較例2〕
実施例2において、最上層の形成に用いたインク受容層用塗布液Bに5倍希釈の塩基性ポリ水酸化アルミニウム水溶液(塩基性ポリ水酸化アルミニウムは、アルファイン83(大明化学工業株式会社製))を1.0ml/m2の速度でインラインミキシングした以外は実施例1と同様にして比較例2のインクジェット記録用シートを作製した。
〔比較例3〕
実施例2において、塩基性ポリ水酸化アルミニウム水溶液(塩基性ポリ水酸化アルミニウムは、アルファイン83(大明化学工業株式会社製))を添加しなかったこと以外は実施例2と同様にして比較例3のインクジェット記録用シートを作製した。
〔評価試験〕
前記より得た実施例のインクジェット記録用シート、及び比較例のインクジェット記録用シートの各々について、以下の評価試験を行なった。試験結果は下記の表1に示す。
(1)黒濃度(Bk−Dmax)
インクジェットプリンター(セイコーエプソン(株)製の「PM G−800」)を用いて、各インクジェット記録用シート上に黒のベタ画像を印画し、反射濃度測定計(Xrite社製の「Xrite938」)にてビジュアル濃度を測定した
(2)耐オゾン性
インクジェットプリンター(セイコーエプソン(株)製の「PM G−800」)を用いて、各インクジェット記録用シート上に各色の光学濃度が1.0となるように単色画像を印画した。その後、各印画サンプルを、温度23℃相対湿度50%の環境条件下、10ppm濃度のオゾンガス混合空気-雰囲気下に48時間放置し退色試験を行った。この試験の前後の各色画像濃度を、反射濃度測定計(Xrite社製の「Xrite938」)にて測定し、各色濃度の残存率を算出した。
(3)ブロンジング評価
各受像シートを35℃80%の環境に16時間調湿したのち、同じ環境下において、インクジェットプリンタ(セイコーエプソン(株)製の「PM G−800」)を用いてブルーのベタ画像を印画した後に、目視にてブロンジング評価を行った。評価は、赤味をおびたブロンズ状の金属光沢が生じた場合を×、生じなかった場合を○として行った。
Figure 2007098610
表1に示されるように、実施例1及び2のインクジェット記録用シートは、ブロンジングが発生することがなく、耐オゾン性に優れているものであった。これに対し、比較例1〜2のインクジェット記録用シートではブロンジングが発生した。また、最上層にも下層にも塩基性ポリ水酸化アルミニウムを用いなかった比較例3のインクジェット記録用シートは、耐オゾン性に劣るものであった。

Claims (9)

  1. 支持体上に、微粒子と、親水性バインダーとを含有するインク受容層を少なくとも2層形成してなるインクジェット記録用媒体であって、前記インク受容層のうち最上層のインク受容層よりもカチオン性物質の濃度が高いインク受容層が存在することを特徴とするインクジェット記録用媒体。
  2. 前記最上層のカチオン性物質の濃度が、最上層以外のインク受容層のうちいずれか一層のカチオン性物質の濃度の90%以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録用媒体。
  3. 前記カチオン性物質が、塩基性ポリ水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録用媒体。
  4. 前記少なくとも2層のインク受容層は、少なくとも水溶性ジルコニル化合物を含有する最上層のインク受容層と、最上層よりも塩基性ポリ水酸化アルミニウムの濃度が高いインク受容層とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット記録用媒体。
  5. 前記微粒子は、有機微粒子、シリカ微粒子、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から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録用媒体。
  6. 前記微粒子が気相法シリカ又は気相法アルミナであり、かつ1次粒子径が1nm以上30nm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録用媒体。
  7. 前記インク受容層の少なくとも1層が、体積平均粒子径0.001μm〜0.1μmの、カチオン変性されたラテックス樹脂を含む塗布液を用いて形成されたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録用媒体。
  8. 前記インク受容層の少なくとも1層が、分散粒子径0.08μm〜0.14μmの微粒子を含む塗布液を用いて形成され、かつ、他の少なくとも1層が分散粒子径0.10μm〜0.20μmの微粒子を含む塗布液を用いて形成されたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット記録用媒体。
  9. 前記分散粒子径0.08μm〜0.14μmの微粒子を含む塗布液を用いて形成された層は、最上層であることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録用媒体。
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