JP2008260300A

JP2008260300A - インクジェット印刷方法

Info

Publication number: JP2008260300A
Application number: JP2008145603A
Authority: JP
Inventors: Hwei-Ling Yau; ヤウホウェイ−リン; Xiaoru Wang; ワンシャオルー; Wendy S Krzemien; エス．クルゼミアンウェンディー
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2008-10-30
Also published as: DE60220239D1; EP1318025B1; JP2003205678A; DE60220239T2; EP1318025A3; EP1318025A2

Abstract

【課題】本発明の目的は、インクジェットインクを用いて印刷される際に、良好な品質を有し、耐水性かつ耐摩耗である画像を提供する、多孔質インクジェット記録要素を提供することである。本発明のもう１つの目的は、製造が容易であり、印刷および融着の後に可撓性であって、亀裂に対する耐性を提供する、多孔質インクジェット記録要素を提供することである。本発明のさらにもう１つの目的は、上述の要素を使用する印刷方法を提供することである。
【解決手段】高分子疎水性シェルで覆われた高分子疎水性コアを有するコア／シェル構造を有する非多孔質高分子粒子を有する可融性多孔質画像受容層を担持している支持体を有するインクジェット記録要素であって、上記高分子疎水性コアのＴg が上記高分子疎水性シェルのＴg よりも少なくとも25℃高い、インクジェット記録要素。
【選択図】なし

Description

本発明は、多孔質インクジェット記録要素および上記要素を使用する印刷方法に関する。

典型的なインクジェット記録システムまたはインクジェット印刷システムにおいては、インク液滴が、記録要素または記録媒体に向かってノズルから高速で噴射され、媒体上に画像を生ずる。インク液滴（または記録液体）は、一般に、記録薬剤（例えば、染料または顔料）および大量の溶媒を含んでなる。溶媒（またはキャリア液体）は、概して、水および有機材料（例えば、一価アルコール、多価アルコール、またはそれらの混合物）から作られている。

インクジェット記録要素は、概して、少なくとも一方の表面に、インク受容層または画像形成層を担持している支持体を含んでなり、このような要素には、不透明な支持体を有する、反射式観察を目的とするもの、および透明な支持体を有する、透過光による観察を目的とするものが含まれる。

インクジェット記録要素の重要な特性は、それらが印刷後に素速く乾燥する必要があるということである。この目的のために、液体インクを有効に含有するのに十分な厚みおよび孔隙量を有する限り、ほぼ瞬間的な乾燥を提供する多孔質記録要素が開発されてきた。例えば、多孔質記録要素は、微粒子含有コーティングを支持体に適用して、磨かれた平滑面と接触させた状態で乾燥させる、キャストコーティングによって製造することができる。

インクジェット記録要素上への印刷によって調製されるインクジェットプリントは、環境劣化を受けやすい。それらは、水および大気中のガス（例えばオゾン）との接触の結果として生ずる損傷に対してとりわけ脆弱である。水との像形成後の接触の結果として生ずる損傷は、トップコートの光沢低下(deglossing)の結果として生ずる水染み(water spot)、好ましくない染料の拡散に起因する染料の滲み(smearing)、および画像記録層の全溶解の形態さえとる場合がある。オゾンはインクジェット染料を漂白し、濃度の損失を生ずる。これらの欠陥を克服するために、インクジェットプリントは積層されることが多い。しかしながら、積層は、材料の別個のロールを必要とするので高価である。代わりに、２層構成を有するインクジェット記録要素が用いられてきた。これらの要素は、概して、膨潤可能なインク保持層または多孔質インク保持層のいずれかの上に存在している熱可融性粒子の多孔質インク移送トップコートを有する。

また、画像が形成された後にインクジェット媒体の表面上にポリマーの溶液または分散体を塗布することによって、プリント保護を提供することもできる。水性コーティング溶液は、水が除去されるとフィルムを形成することが可能なポリマー分散体であることが多い。

欧州特許出願公開明細書第 0 858 905号は、粒状熱可塑性樹脂を、そのガラス転移温度（Ｔg ）よりも高いけれども、その最低フィルム形成温度（ＭＦＦＴ）よりも高い温度において、塗布および乾燥することによる、多孔質最外層を含んでなる記録媒体の調製に関する。上記要素には、所望の結果を達成するためには、上記乾燥温度が、上記Ｔg とＭＦＦＴとの間に非常に正確に制御されなければならないという点において問題がある。上記乾燥温度がＴg よりも低い場合には、粉末状の層が形成される。上記乾燥温度がＭＦＦＴよりも高い場合には、インクを移送しない、完全に合体したフィルムが形成される。

欧州特許出願公開明細書第 0 858 905号

本発明の目的は、インクジェットインクを用いて印刷される際に、良好な品質を有し、耐水性かつ耐摩耗性である画像を提供する、多孔質インクジェット記録要素を提供することである。本発明のもう１つの目的は、製造が容易であり、印刷および融着の後に可撓性であって、亀裂に対する耐性を提供する、多孔質インクジェット記録要素を提供することである。本発明のさらにもう１つの目的は、上述の要素を使用する印刷方法を提供することである。

これらの目的および他の目的は、高分子疎水性シェルで覆われた高分子疎水性コアを含むコア／シェル構造を有する非多孔質高分子粒子を含む可融性多孔質画像受容層を担持している支持体を含んでなるインクジェット記録要素であって、上記高分子疎水性コアのＴg が上記高分子疎水性シェルのＴg よりも少なくとも25℃高い、インクジェット記録要素を含む本発明によって達成される。

本発明の使用により、インクジェットインクを用いて印刷される際に、良好な耐摩耗性および耐水性を有し、印刷および融着の後に可撓性であって、亀裂に対する耐性を提供する、多孔質インクジェット記録要素が得られる。

本発明の好ましい態様は、
Ａ）ディジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンターを用意する工程、
Ｂ）上記プリンターに、上述のインクジェット記録要素を装填する工程、
Ｃ）上記プリンターに、水、湿潤剤、および水溶性染料を含んでなるインクジェットインク組成物を装填する工程、並びに
Ｄ）上記ディジタルデータ信号に応答して上記インクジェットインクを使用して上記画像受容層上に印刷する工程、
を含むインクジェット印刷方法に関する。

本発明において使用される非多孔質高分子粒子は、水不溶性ポリマーのシェルで覆われた高分子コアを含んでなる。

本発明において使用されるコア／シェル粒子のためのコアおよびシェルとして使用することができるポリマーは、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、またはセルロース誘導体（例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、およびエチルセルロース）、ポリビニル樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニルとのコポリマー、およびポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー）、およびエチレン−アリルコポリマー（例えば、エチレン−アリルアルコールコポリマー、エチレン−アリルアセトンコポリマー、エチレン−アリルベンゼンコポリマー、エチレン−アリルエーテルコポリマー）、エチレンアクリル系コポリマー、およびポリオキシメチレン、重縮合ポリマー（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、およびポリカーボネートなどのポリエステル）を含んでなる。

本発明の好ましい態様において、上記高分子コアおよび上記高分子シェルは、スチレン系モノマーまたはアクリル系モノマーから製造される。このようなスチレン系ポリマーまたはアクリル系ポリマーの製造においては、いずれの好適なエチレン系不飽和モノマーまたはモノマーの混合物を使用してもよい。例えば、スチレン系化合物（例えば、スチレン、ビニルトルエン、p-クロロスチレン、塩化ビニルベンジル、またはビニルナフタレン）、またはアクリル系化合物（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸n-オクチル、アクリル酸2-クロロエチル、アクリル酸フェニル、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル）、およびそれらの混合物を使用してもよい。もう１つの好ましい態様においては、メタクリル酸メチルまたはスチレンが使用される。

本発明において用いられるコア−シェル粒子は、一般に、逐次乳化重合技法によって調製される。先ず、コアのポリマーのラテックスが重合され、次いで、第２のモノマーのエマルジョンが逐次的に供給されて、コア−シェル構造が形成される。コア−シェル粒子の調製の例については、"Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers", P. A. Lovell and M. S. El-Aasser, John Wiley & Sons, Ltd., 1977において見出すことができる。

本発明の好ましい態様において、上記高分子疎水性コアのＴg は、50℃〜 200℃である。もう１つの好ましい態様において、上記高分子疎水性シェルのＴg は、−60℃〜 125℃である。さらにもう１つの好ましい態様において、コア／シェル構造を有する粒子は、0.05μm 〜10μm の平均粒径を有する。またさらにもう１つの好ましい態様において、コア／シェル構造を有する粒子は、コアのシェルに対する質量比が１：10〜１： 0.1である。さらにもう１つの好ましい態様において、コア／シェル構造を有する粒子は、 1.3未満の粒径分布の多分散性指数を有する。

望まれる場合には、上記非多孔質高分子粒子を改質して特に望ましい性質を生じさせるために、好適な架橋用モノマーを、上記高分子コアの形成において使用してもよい。典型的な架橋用モノマーは、芳香族ジビニル化合物（例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、またはそれらの誘導体）、ジエチレンカルボン酸のエステルおよびアミド（例えば、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジアクリル酸ジエチレングリコール）、および他のジビニル化合物（例えば、ジビニルスルフィド化合物またはジビニルスルホン化合物）である。ジビニルベンゼンおよびジメタクリル酸エチレングリコールがとりわけ好ましい。架橋用モノマーはいずれの量で使用してもよいけれども、少なくとも27モル％が好ましい。

望まれる場合には、画像の耐光堅牢度を改良するために、紫外線吸収モノマーを、上記高分子コアまたは高分子シェルの形成において使用してもよい。使用することができる紫外線吸収モノマーには、以下のものが含まれる。

本発明において使用される非多孔質高分子粒子は、例えば、有機化合物の微粉砕および分級によって、有機モノマーの乳化重合、懸濁重合、および分散重合によって、有機化合物を含有している溶液の噴霧乾燥によって、または水不混和性溶媒中に有機材料を溶解させ、この溶液を微細な液滴として水溶液中に分散させ、そして蒸発または他の好適な技法によって上記溶媒を除去することからなるポリマー懸濁技法によって調製することができる高分子コアを有する。バルク重合、乳化重合、分散重合、および懸濁重合の各手順については、ポリマー技術分野における当業者によく知られており、G. Odianの"Principles of Polymerization", 2nd Ed., Wiley (1981) 、およびW. P. Sorenson and T. W. Campbellの"Preparation Method of Polymer Chemistry", 2nd Ed., Wiley (1968) などの教科書において教示されている。

上記の如く、本発明において使用される高分子粒子は非多孔質である。非多孔質とは、ボイドが無いか、または液体透過性ではないか、のいずれかの粒子を意味する。これらの粒子は、平滑な表面または粗い表面のいずれを有していてもよい。

上記画像受容層は、例えば、硝酸などのｐＨ調節剤、レオロジー調節剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、殺生剤、滑剤、水分散性ラテックス、媒染剤、色素、蛍光増白剤などの添加剤をも含有していてもよい。

上記画像受容層は、従来の前計量または後計量のコーティング方法（例えば、ブレードコーティング、エアナイフコーティング、ロッドコーティング、ロールコーティング、スロットダイコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティングなど）によって、基材の一方または両方の表面に適用することができる。コーティング方法の選択は操作の経済性から定まり、これは、次に、コーティング固形分、コーティング粘度、およびコーティング速度などの調合物の仕様を決定するであろう。

上記画像受容層の厚みは、５〜 100μm 、好ましくは10〜50μm の範囲にわたることができる。必要とされるコーティング厚は、コーティングがインク溶媒を吸収するための溜めとして作用することの必要性によって定まる。

本発明の記録要素を像形成させるのに使用されるインクジェットインクは当該技術分野において周知である。概してインクジェット印刷において使用されるインク組成物は、溶媒またはキャリア液体、染料または顔料、湿潤剤、有機溶媒、洗浄剤、増粘剤、保恒剤などを含んでなる液体組成物である。溶媒またはキャリア液体は単なる水とすることができ、または多価アルコールなどの他の水混和性溶媒と混合された水とすることもできる。また、多価アルコールなどの有機材料が主たるキャリアまたは溶媒液体であるインクを使用してもよい。特に有用なものは、水と多価アルコールとの混合溶媒である。このような組成物において使用される染料は、概して、水溶性の直接染料または酸性型染料である。このような液体組成物は、例えば、米国特許第 4,381,946号、同 4,239,543号、および同 4,781,758号の各明細書などの従来技術に広範に記載されている。

本明細書において開示されている記録要素は主にインクジェットプリンターに有用であると言及したけれども、それらをペンプロッター集成装置のための記録媒体として使用することもできる。ペンプロッターは、インク溜めと接触している毛管の束からなるペンを使用して、記録媒体の表面に直接筆記することによって作動する。

本発明のもう１つの態様においては、インク保持層が、上記支持体と上記画像受容層との間に存在し、好ましくは、連続的であって、上記可融性多孔質画像受容層と同一の広がりを有する。本発明の好ましい態様において、上記連続的で同一の広がりを有するインク保持層は多孔質であり、有機粒子または無機粒子を含有している。使用してもよい有機粒子の例には、コア／シェル粒子（例えば、2000年６月30日に出願された Kapusniak他の米国特許出願第09/609/969号明細書において開示されているもの）、および均質粒子（例えば、2000年６月30日に出願された Kapusniak他の米国特許出願第09/608/466号明細書において開示されているもの）が含まれる。使用してもよい有機粒子の例には、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、セルロース誘導体、ポリビニル樹脂、エチレン−アリルコポリマー、および重縮合ポリマー（例えばポリエステル）が含まれる。本発明において使用してもよい無機粒子の例には、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、クレー、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、または酸化亜鉛が含まれる。

本発明の好ましい態様において、上記多孔質インク保持層は、20％〜 100％の粒子および０％〜80％の高分子バインダー、好ましくは50％〜95％の粒子および５％〜50％の高分子バインダーを含んでなる。上記高分子バインダーは、親水性ポリマー（例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、セルロースエーテル、ポリオキサゾリン、ポリビニルアセトアミド、部分的に加水分解されたポリ (酢酸ビニル／ビニルアルコール) 、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリアルキレンオキシド、スルホン化もしくはリン酸化されたポリエステルおよびポリスチレン）、カゼイン、ゼイン、アルブミン、キチン、キトサン、デキストラン、ペクチン、コラーゲン誘導体、コロジアン(collodian) 、寒天、クズウコン、ガー、カラギナン、トラガカント、キサンタン、ラムサン(rhamsan) などであってもよい。好ましくは、上記親水性ポリマーは、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリアルキレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、もしくはそれらのコポリマー、またはゼラチンである。

本発明の好ましい態様において、上記インク保持層は１μm 〜50μm の厚みを有し、上記画像受容層は２μm 〜30μm の厚みを有する。

インクジェット記録要素に機械的耐久性を付与するために、上記において考察されているバインダーに対して作用する架橋剤を少量添加してもよい。このような添加剤は上記層の凝集強さを改良する。例えば、カルボジイミド、多官能価アジリジン、アルデヒド、イソシアネート、エポキシド、多価金属カチオン、ビニルスルホン、ピリジニウム、ピリジリウム(pyridylium)ジカチオンエーテル、メトキシアルキルメラミン、トリアジン、ジオキサン誘導体、クロム明礬、硫酸ジルコニウムなどの架橋剤を使用してもよい。好ましくは、上記架橋剤は、アルデヒド、アセタール、またはケタール（例えば、2,3-ジヒドロキシ -1,4-ジオキサン）である。

インクジェット印刷方法において、インク液滴は、毛管作用によって多孔質コーティング中に迅速に吸収され、画像は、プリンターから出てきた直後に指触乾燥状態にある。ゆえに、多孔質コーティングにより、インクの速い「乾燥」が可能となり、耐汚れ性を有する画像が生ずる。

また、上記多孔質インク保持層は、開放気孔ポリオレフィン、開放気孔ポリエステル、または開放気孔膜を含んでなることもできる。開放気孔膜は、既知の転相技法に従って形成させることができる。開放気孔膜を含んでなる多孔質インク保持層の例は、2000年７月27日に出願された米国特許出願第09/626/752号および同09/626/883号（いずれも Landry-Coltrain他）の各明細書において開示されている。

本発明のインクジェット記録要素において使用される支持体は、不透明であっても、半透明であっても、または透明であってもよい。例えば、普通紙、樹脂コート紙、ポリエステル樹脂（例えば、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、およびポリエステルジアセテート）、ポリカーボネート樹脂、弗素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）などの種々のプラスチック、金属箔、種々のガラス材料などを使用してもよい。好ましい態様において、上記支持体は樹脂コート紙である。本発明において用いられる支持体の厚みは、12〜 500μm 、好ましくは75〜 300μm とすることができる。

画像記録要素は、他の画像記録製品または画像記録装置の駆動機構もしくは移送機構と接触する場合があるので、例えば、界面活性剤、滑剤、艶消し粒子などの添加剤を、それらが重要な性質を悪化させない程度に添加してもよい。

以下の例を、本発明を説明するために提供する。

例１
ポリマー粒子の調製
対照標準ＣＰ−１粒子の合成
乳化重合技法によってラテックスを調製した。先ず、 450ｇの脱イオン水、 3.0ｇの界面活性剤、Triton 770（商標）（固形分30質量％）、 1.0ｇの開始剤、過硫酸カリウム、および19ｇのモノマー、メタクリル酸メチルを、窒素注入口、機械式撹拌機、および凝縮器を備えた２Ｌの三つ口フラスコに装填した。このフラスコを80℃の恒温浴に浸し、窒素で20分間パージした。 280ｇの脱イオン水、 7.8ｇの界面活性剤、Triton 770（商標）、 0.8ｇの開始剤、過硫酸カリウム（ＫＰＳ）、 139ｇのモノマー、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）、および 4.2ｇのナトリウム2-スルホ -1,1-ジメチルエチルアクリルアミド（ＳＳＤＭＥＡＡ）モノマーを混合することによって、モノマーエマルジョンを調製した。このモノマーエマルジョン混合物を、撹拌しながら、上記フラスコに添加した。このモノマーエマルジョンの添加時間は３時間とした。重合は、このモノマーエマルジョンの添加後、さらに１時間続けた。ラテックスを室温まで冷却し、濾過した。最終的な固形分は 18.77％であり、粒径は 149nmであった。

対照標準ＣＰ−２粒子の合成
約76Ｌ（20ガロン）のステンレス鋼製反応器に、44kgの脱塩水を添加した。この系を窒素で15〜30分間パージした。温度は15℃に設定し、撹拌は 150回転／分に設定した。上記反応器に以下のものを記載されている順序で添加した。 500mLの脱塩水に溶解されている 104.6ｇのメタ重亜硫酸カリウム、 421.9ｇのイタコン酸、2109.5ｇのアクリル酸エチル、 18.56kgの塩化ビニリデン、１kgの脱塩水で濯がれた 469ｇのDowfax（商標）2EP 、および 1.5kgの脱塩水に溶解されている 104.6ｇの過硫酸カリウム。反応器のポートおよびベントを閉じた。この反応器の圧力を窒素で約14 kPa（２ psi）とした。初期温度を40℃に設定し、この温度に16〜20時間保持した。次に、生成物を20℃まで冷却し、減圧を窒素で解いた。生成物をチーズクロスを通して濾過した。

対照標準ＣＰ−３粒子の合成
上述の合成と同様の乳化重合技法によってラテックスを調製した。先ず、 260ｇの脱イオン水、 3.0ｇの界面活性剤、Triton 770（商標）、 1.0ｇの開始剤、過硫酸カリウム、および10ｇのモノマー、メタクリル酸メチルを、窒素注入口、機械式撹拌機、および凝縮器を備えた２Ｌの三つ口フラスコに装填した。このフラスコを80℃の恒温浴に浸し、窒素で20分間パージした。 100ｇの脱イオン水、 7.8ｇの界面活性剤、Triton 770（商標）、 0.8ｇの開始剤、過硫酸カリウム、31ｇのモノマー、メタクリル酸メチル、および 122ｇのメタクリル酸ブチルモノマーを混合することによって、モノマーエマルジョンを調製した。このモノマーエマルジョン混合物を、撹拌しながら、上記フラスコに添加した。このモノマーエマルジョンの添加時間は３時間とした。重合は、このモノマーエマルジョンの添加後、さらに１時間続けた。ラテックスを室温まで冷却し、濾過した。最終的な固形分は32.9％であり、粒径は 122.0nmであった。

Ｐ−１粒子（本発明）の合成
本発明において用いられるコア−シェルラテックスを、逐次乳化重合技法によって調製した。一般に、先ず、コアポリマーラテックスを重合し、次いで、第２のモノマーエマルジョンを逐次的に供給する。本発明のコア−シェルラテックスの典型的な合成手順を以下に記載する。本発明のＰ−１粒子の調製には、以下の成分を使用した。

Ａ：脱イオン水（50ｇ）
Triton 770（商標）（30％活性）（ 0.4ｇ）
Ｂ：過硫酸カリウム（0.12ｇ）
Ｃ：メタクリル酸メチル（17.1ｇ）
ナトリウム2-スルホ -1,1-ジメチルエチルアクリルアミド（ 0.9ｇ）
過硫酸カリウム（ 0.1ｇ）
Triton 770（商標）（30％活性）（ 0.9ｇ）
脱イオン水（35ｇ）
Ｄ：アクリル酸エチル（ 3.6ｇ）
塩化ビニリデン（31.0ｇ）
ナトリウム2-スルホ -1,1-ジメチルエチルアクリルアミド（1.44ｇ）
過硫酸カリウム（0.21ｇ）
メタ重亜硫酸カリウム（0.42ｇ）
Triton 770（商標）（30％活性）（5.80ｇ）
脱イオン水（ 160ｇ）

１．先ず、窒素注入口、機械式撹拌機、および凝縮器を備えた１Ｌの三つ口フラスコに（Ａ）を装填した。このフラスコを80℃の恒温浴に浸し、窒素で20分間パージした。
２．（Ｂ）を添加し、次いで、モノマーエマルジョン（Ｃ）を添加した。この混合物を、モノマーエマルジョンの供給の間中、撹拌した。モノマーエマルジョン（Ｃ）の添加時間は２時間とした。
３．第１のモノマーエマルジョンの添加後、重合を30分間続け、ラテックスを40℃まで冷却した。
４．第２のモノマーエマルジョン（Ｄ）を上記と同様に調製した。全添加時間は２時間とした。
５．ラテックスを40℃において１時間加熱した。
６．10％のt-ブチルヒドロペルオキシドおよび10％のホルムアルデヒドスルフィット４mLを添加して残留モノマーを除去し、30分間保持した。
７．この混合物を室温まで冷却し、濾過した。

ガラス転移温度測定
乾燥ポリマー材料のガラス転移温度（Ｔg ）を、20℃／分の加熱速度を使用して、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定した。本明細書においては、Ｔg を、ガラス転移の変曲点として定義する。

粒径測定
Brookhaven Instruments Corporation製90 plus Particle Sizerによって、粒径を特定した。容量平均直径を報告する。

上記例において使用されるポリマー粒子の性質を、以下の表Ｉに示す。

対照標準要素Ｃ−１（可融性オーバーコート無し）の調製
ポリエチレンコート紙上の２層の多孔質光沢インクジェット媒体を調製した。底部層は、質量比が87：９：４のヒュームドアルミナ（Cab-O-Sperse PG003（商標）、Cabot Corp. ）、ポリビニルアルコール（ GH-23、Nippon Gohsei ）、および2,3-ジヒドロキシ -1,4-ジオキサン（Clariant Corp.）を含んでなり、厚みは38μm とした。頂部層は、質量比が69：６：５：20のヒュームドアルミナ（Cab-O-Sperse PG003（商標）、Cabot Corp. ）、ポリビニルアルコール（ GH-23、Nippon Gohsei ）、界面活性剤（ Zonyl FSN（商標）、DuPont Corp.）、および媒染材料ＭＭを含んでなり、厚みは２μm とした。ＭＭは、87質量％の塩化N-ビニルベンジル -N,N,N-トリメチルアンモニウムおよび13質量％ジビニルベンゼンから調製される、80nmの平均粒径を有する、架橋ヒドロゲルポリマー粒子である。

対照標準要素Ｃ−２の調製
対照標準要素Ｃ−１に、ポリマー粒子ＣＰ−１を含んでなる水性分散体を、さらに塗布し、25℃において３分間乾燥し、次いで、強制空気循環を用いて40℃においてさらに３分間乾燥した。コーティング溶液において少量の非イオン性界面活性剤（Olin 10G（商標））（上記層の全乾燥レイダウンに対して 0.1％〜４％で使用した）を使用して、塗布時の表面張力を制御した。

対照標準要素Ｃ−３の調製
この要素は、ポリマー粒子ＣＰ−２を使用したことを除き、Ｃ−２と同様に調製した。

対照標準要素Ｃ−４の調製
この要素は、ポリマー粒子ＣＰ−３を使用したことを除き、Ｃ−２と同様に調製した。

対照標準要素Ｃ−５の調製
この要素は、質量比50／50のポリマー粒子ＣＰ−１およびＣＰ−２の混合物を使用したことを除き、Ｃ−２と同様に調製した。

本発明の要素１の調製
この要素は、ポリマー粒子Ｐ−１を使用したことを除き、Ｃ−２と同様に調製した。

インク吸収
インクジェット試料を Hewlett-Packard Deskjet 950Ｃプリンターに装填し、カラーパッチおよび画像からなる、予め集成されたディジタル画像を印刷した。印刷された試料を、プリンターから排出された直後に、高濃度にインクが塗られている領域において、指で擦った。即乾とは、プリントが指触乾燥状態であり、上記指によって擦る行為によって画像が汚れたり、損傷を受けたりしないこととして定義される。上記粒子が塗布後の乾燥時に合体して連続的なフィルムを形成する場合、インクは表面上で液滴を形成し、層に浸透しないであろうし、画像は光学的濃度が低く、擦ることによって容易に汚れるであろう。

融着
上記印刷された試料を、少なくとも一方が 157度の温度に加熱されており、毎秒 2.5cmの速度である、１組の熱加圧ローラーの間で融着させた。

耐水性および耐汚染性についての試験
酢酸および水（５部：95部）の混合物1000ｇに１ｇの染料を溶解させることによって、ポンソー赤色染料溶液を調製した。直径およそ１cmのポンソー赤色染料溶液を試料の表面に５分間置いた。次に、Sturdi-Wipesペーパータオルを用いて液体を拭き取った。試験領域の視覚的観察を行い、記録した。画像上に染料汚染の跡が残らないことは耐水性オーバーコート層が存在することを示し、画像上の赤い汚染は耐水性オーバーコート層が存在しないことを示す。

融着オーバーコートの可撓性についての試験
オーバーコート層を外側にして、融着試料を直径0.65cmのロッドに巻き付けた。次に、曲がっている領域において、上述のポンソー赤色染料溶液を用いて、試料を試験した。赤色染料の線は、オーバーコートが脆く、曲げられた際に亀裂が発生したことを示し、汚染が存在しないことはオーバーコートが可撓性であったことを示す。

要素１−２〜１−６は、対照標準要素Ｃ−１上に粒子を塗布して、 7.6g/m²の乾燥レイダウンを達成することによって調製した。本発明のインクジェット媒体の性能を、可融性コア−シェル粒子を有していないインクジェット媒体または単一組成（非コア−シェル）粒子を有するインクジェット媒体と比較して、以下の表IIに要約する。

上記結果は、本発明の要素１上のオーバーコート層が、対照標準要素と比較して、融着前のより良好な凝集結着性、速いインク吸収を有しており、印刷後に可撓性であり、プリント保護を与えたことを示している。

例２
Ｐ−２〜Ｐ−４粒子（本発明）の合成
これらの粒子は、以下の表III に示されている種々のポリマー組成を使用したことを除き、例１におけるＰ−１と同じに調製した。

対照標準要素Ｃ−６（可融性オーバーコート無し）の調製
この要素は、頂部層を省いたことを除き、対照標準要素Ｃ−１と同様に調製した。

対照標準要素Ｃ−７（可融性オーバーコート無し）の調製
ポリエチレンコート紙上の２層の多孔質光沢インクジェット媒体を調製した。底部層は、乾燥質量比が50／50のAQ29（Eastman Chemical Co.から入手可能）および Boraxを塗布して、 3.8g/m²の全乾燥レイダウンを達成することによって調製した。コーティング溶液のｐＨは、塗布前に 7.0に調整した。頂部層は、ポリビニルアルコール、以下に記載する有機多孔質粒子、およびOlin 10Gの溶液混合物から塗布して、それぞれ、29.8g/m²、 4.5g/m²、および0.11g/m²の乾燥レイダウンを達成した。

有機多孔質粒子の調製
ビーカーに、以下の成分を添加した。モノマーとしての 200ｇの二メタクリル酸エチレングリコール、ポロゲン(porogen) としての 188ｇのトルエン、12ｇのヘキサデカン、および 3.0ｇの 2,2'-アゾビス (2,4-ジメチルバレロニトリル) （DuPont Corp.製、Vazo（商標）52）。これらの成分を、固形分が溶解するまで撹拌した。

この溶液に、1200ｇの水中の12ｇのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの混合物を添加した。次に、この混合物を、船用プロペラタイプの撹拌機を用いて５分間撹拌して、粗エマルジョンを形成させた。この粗エマルジョンを、約28 MPa（4000 psi）において、Gaulin（商標）ホモジナイザーに１回通した。得られたモノマー液滴分散体を２リットルの三つ口丸底フラスコに入れた。このフラスコを50℃の恒温浴に入れ、上記分散体を正圧下で16時間撹拌して、上記モノマー液滴を重合させて、有機多孔質粒子とした。生成物を粗いフィルターに通して濾過し、凝塊を除去した。次に、 0.3ｇのMAZU（商標）消泡剤（BASF Corp.）を上記分散体に添加し、トルエンおよび若干量の水を50℃において減圧下で留去して、固形分18.3％とした。上記有機多孔質粒子を粒度分析器、 Horiba LA-920（商標）によって測定したところ、メジアン直径が0.38μm であることが判明した。

対照標準要素Ｃ−８（可融性オーバーコート無し）の調製
この要素は、硫酸バリウム粒子、ポリビニルアルコール、2,3-ジヒドロキシ -1,4-ジオキサン（Clariant Corp.）、およびOlin 10G（Olin）の溶液混合物をポリエチレンコート紙上に塗布して、それぞれ、53.8g/m²、 8.0g/m²、 0.4g/m²、および0.11g/m²、の最終的な乾燥レイダウンを達成することによって調製した。上記硫酸バリウム粒子（Sachtosperse HU-N として識別される）は、Sachtleben Chemie Corporation から得たものであり、 0.1μm 未満の平均粒径および＞25m²/gの比表面積を有する純粋な沈降硫酸バリウムである。この要素において使用したポリビニルアルコールは、Nippon Gohsei Chemicalから入手可能な、GH-17 とした。

対照標準要素Ｃ−９（可融性オーバーコート無し）の調製
185g/m²の坪量を有する普通紙支持体（ Eastman Kodak Co.）を使用した。

対照標準要素Ｃ−１０（可融性オーバーコート無し）の調製
普通紙上の２層コーティングを以下の如く調製した。乾燥質量 254ｇの沈降炭酸カルシウム Albagloss-s（商標）（ Specialty Minerals Inc.）（70％溶液）、乾燥質量22ｇのシリカゲル Gasil（商標）23F （Crosfield Ltd.）、乾燥質量 2.6ｇのポリビニルアルコールAirvol（商標）125 （Air Products）（10％溶液）、乾燥質量21ｇのスチレン−ブタジエンラテックス CP692NA（商標）（Dow Chemical Co.）（50％溶液）、および 0.8ｇの Alcogum（商標）L-229 （ Alco Chemical Co.）を混合することによって、ベース層のためのコーティング溶液を調製した。このコーティング溶液の濃度を、水を添加することによって、35質量％に調整した。このコーティング溶液を、25℃において、ビードコーティングによって、 185g/m²の坪量を有する普通紙支持体（ Eastman Kodak Co.）上に塗布し、45℃において、押込空気によって乾燥させた。このベース層の厚みは、25μm または27g/m²であった。

乾燥質量15.0ｇのアルミナDispal（商標）14N4-80 （Condea Vista Co.）（20質量％溶液）、乾燥質量 2.4ｇのヒュームドアルミナCab-O-Sperse（商標）PG003 （ Cabot Corp.）（40質量％溶液）、乾燥質量 0.6ｇのポリビニルアルコールGohsenol（商標）GH-17 （Nippon Gohsei Co. Ltd.）（10質量％溶液）、乾燥質量 1.2ｇの、塩化（ビニルベンジル）トリメチルアンモニウムとジビニルベンゼンと（モル比＝87：13）のコポリマー（20質量％溶液）、乾燥質量 1.2ｇの、スチレン、（ビニルベンジル）ジメチルベンジルアミン、およびジビニルベンゼン（モル比＝49.5：49.5： 1.0）のターポリマー（20質量％溶液）、乾燥質量 0.9ｇのカプセル化粒子１（40質量％溶液）、 0.1ｇのSilwet（商標）L-7602（Witco Corp）、 0.2ｇのSilwet（商標）FS300 （Witco Corp）、並びに水を混合して、全体として 153ｇとすることによって、頂部層のためのコーティング溶液を調製した。カプセル化粒子１の調製については、2001年８月31日に出願された、Sadasivan 他の米国特許出願第09/944,547号明細書の例１において開示されている。上記コーティング溶液を、25℃において、ビードコーティングによって、上述のベース層の上に塗布した。次に、この記録要素を、押込空気によって、45℃において80秒間乾燥させ、次いで、38℃において８分間乾燥させた。この画像受容層の厚みは、８μm または 8.6g/m²であった。

対照標準要素Ｃ−１１〜Ｃ−１６の調製
対照標準要素Ｃ−１およびＣ−６〜Ｃ−１０に、例１において使用したポリマー粒子ＣＰ−３を含んでなる水性分散体を、さらに塗布し、25℃において３分間乾燥し、次いで、強制空気循環を用いて40℃においてさらに３分間乾燥して、 7.6g/m²の乾燥レイダウンを達成した。コーティング溶液において少量の非イオン性界面活性剤（Olin 10G（商標））（上記層の全乾燥レイダウンに対して 0.1％〜４％で使用した）を使用して、塗布時の表面張力を制御した。

本発明の要素２〜７の調製
これらの要素は、コア−シェル粒子Ｐ−２を使用したことを除き、Ｃ−１１〜Ｃ−１６と同じに調製した。

本発明の要素８〜１３の調製
これらの要素は、コア−シェル粒子Ｐ−３を使用したことを除き、Ｃ−１１〜Ｃ−１６と同じに調製した。

本発明の要素１４〜１９の調製
これらの要素は、コア−シェル粒子Ｐ−４を使用したことを除き、Ｃ−１１〜Ｃ−１６と同じに調製した。

インク吸収および融着
例１と同様に、これらの要素に印刷し、これらの要素を融着させた。以下の結果が得られた。

上記結果は、本発明の要素上のオーバーコート層が、対照標準要素と比較して、融着前のより良好な凝集結着性、速いインク吸収を有しており、印刷後に可撓性であり、プリント保護を与えたことを示している。

本発明の他の好ましい態様を、請求項との関連において、次に記載する。

［１］高分子疎水性シェルで覆われた高分子疎水性コアを含むコア／シェル構造を有する非多孔質高分子粒子を含む可融性多孔質画像受容層を担持している支持体を含んでなるインクジェット記録要素であって、前記高分子疎水性コアのＴg が前記高分子疎水性シェルのＴg よりも少なくとも25℃高い、インクジェット記録要素。

［２］前記高分子疎水性コアのＴg が50℃〜 200℃である、［１］に記載の要素。

［３］前記高分子疎水性シェルのＴg が−60℃〜 125℃である、［１］に記載の要素。

［４］前記支持体と前記画像受容層との間にインク保持層が存在する、［１］に記載の要素。

［５］前記インク保持層が１μm 〜50μm の厚みを有し、前記画像受容層が２μm 〜30μm の厚みを有する、［４］に記載の要素。

［６］前記画像受容層が５μm 〜 100μm の厚みを有する、［１］に記載の要素。

［７］前記支持体が樹脂コート紙である、［１］に記載の要素。

［８］前記インク保持層が、連続的で、同一の広がりを有し、そして多孔質である、［４］に記載の要素。

［９］前記インク保持層が20％〜 100％の粒子および０％〜80％の高分子バインダーを含んでなる、［８］に記載の要素。

［１０］Ａ）ディジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンターを用意する工程、
Ｂ）前記プリンターに、［１］に記載のインクジェット記録要素を装填する工程、
Ｃ）前記プリンターに、水、湿潤剤、および水溶性染料を含んでなるインクジェットインク組成物を装填する工程、並びに
Ｄ）前記ディジタルデータ信号に応答して前記インクジェットインクを使用して前記画像受容層上に印刷する工程、
を含むインクジェット印刷方法。

Claims

Ａ）ディジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンターを用意する工程、
Ｂ）前記プリンターに、高分子疎水性シェルで覆われた高分子疎水性コアを含むコア／シェル構造を有する非多孔質高分子粒子を含む可融性多孔質画像受容層を支持体上に担持してなるインクジェット記録要素であって前記高分子疎水性コアのガラス転移温度（Ｔｇ）が前記高分子疎水性シェルのＴｇよりも少なくとも２５℃高いインクジェット記録要素、を装填する工程、
Ｃ）前記プリンターに、水、湿潤剤および水溶性染料を含んでなるインクジェットインク組成物を装填する工程、
Ｄ）前記ディジタルデータ信号に応答して前記インクジェットインクを使用して前記画像受容層上に印刷する工程、次いで
Ｅ）前記画像受容層の温度を前記高分子粒子の前記シェルのＴｇより高い温度に上昇させることにより前記画像受容層を融着させる工程
を含むインクジェット印刷方法。